Разное

Двс газ 53 вес: Все, что нужно знать о двигателе ГАЗ 53. opex.ru

Содержание

Двигатель газ 53: характеристики, неисправности и тюнинг

Современный рынок переполнен множеством товара. Он бывает не только хорошего качества, но и довольно плохого. И в этом нет ничего удивительного, ведь компании хотят получать хорошую прибыль за меньшие вложения. Стоит отметить, что современный мотор отличается не только качеством, но и самой стоимостью. В данной статье мы поговорим про двигатель газ 53, который пользуется хорошей популярностью.

Советский Союз смог выпустить огромное количество грузовиков. Все они применяются и по сегодняшний день, что очень хорошо. Из этого следует, что конструкторы того времени старались делать качественно и на совесть.

Первый Газ 53 был сконструирован в 1961 году. На нем был установлен силовой агрегат внутреннего сгорания. Позже конструкторы применили силовые агрегаты типа V8. Благодаря этому удалось получить очень высокую мощность и крутящий момент.

Технические характеристики

Стоит отметить, что в 1966 году на все грузовики Газ 53 устанавливали силовой агрегат ЗМЗ 53.

Скачать .xls-файл

Скачать картинку

Отправить на email

mail

ПАРАМЕТРЗНАЧЕНИЕ
МодельЗМЗ 53
ТипБензиновый, карбюраторный с V8
Количество цилиндров8
Режим работычетырехтактный
Степень сжатия силового агрегата7.6
Общий объем двигателей4,25 литров
Минимальная мощность при 3200 оборотах92 кВт или 125 лошадиных сил
Максимальный крутящий момент294 Н/м или 30 килограмм*сила/метр
Расход топлива на минимальных оборотах286 грамм / киловатт часов или 210 грамм на лошадиную силу в час
Расход топлива на угар0.004
Общий вес двигателей262 килограмма
Используемое топливоА — 76

Устанавливается на следующие автомобили: Газ 53, Газ 11, Газ 20, Газ 71, Газ М1, Газ 66 и Газ 13.

Конструкция

Стоит отметить, что многие грузовики оснащались двигателями Газ 53, что очень хорошо. Они имели высокий КПД и хороший технический потенциал. В его основе лежит простой карбюратор, работающий на бензиновом топливе.

К небольшой особенности можно отнести V – образное расположение цилиндров. То есть они располагаются непосредственно в двигателе под небольшим углом, что очень интересно. Такой ход позволяет увеличить мощность и получить хороший крутящий момент. Что касается клапанов, то они находятся вверху.

Также конструкторы компании применили совершенно новые головки цилиндров с высокой турбулентной камерой и винтовым выпускным клапаном. Благодаря этому двигатели Газ 53 получили высокий КПД и компрессию.

Также не стоит забывать, что силовой агрегат оснащен специальной системой по рециркуляции отработавших газов. Такой ход позволит в несколько раз уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу.

Также двигатель имеет картер под механическую коробку переключения передач.

Из технических характеристик видно, что в стандартной комплектации водитель сможет получить комбинированную систему смазки:

  • при помощи разбрызгивания;
  • под высоким давлением.

Такой ход позволит увеличить работоспособность деталей и обеспечить их качественной смазкой.

Если говорить про систему охлаждения, то тут все очень хорошо. Дело в том, что конструкторы применили жидкостную систему. Она циркулирует специальную жидкость по всем системам транспортного средства. За счет этого вы сможете передвигаться не только в теплую погоду, но и очень жаркую.

Модификации

Давайте погорим про сами модификации двигателя Газ 53. По сути, их не очень много, так как в то время не стремились конструировать разнообразно. В основном все делалось на основе ЗМЗ 53, который пользовался хорошей популярностью. Всевозможные изменения предполагали некоторые улучшения в работе и обслуживании мотора.

В настоящее время можно встретить следующие типы:

  • ЗМЗ 6606, имеющий ход поршня 92 миллиметра и диаметр 80 миллиметров. Этого вполне достаточно, чтобы выдавать мощность в 120 лошадиных сил и степень сжатия 7,6. Что касается объема двигателя, то он равняется 4,25 литрам;
  • Далее идет ЗМЗ 511, ход поршня равняется 92 миллиметрам, а диаметр 80 миллиметрам. Что касается объема, то он относительно небольшой, 4,25 литра. Этого достаточно, чтобы получать мощность 125 лошадиных сил;
  • ЗМЗ 523, имеющий объем 4,68 литров и мощность 130 лошадей. Ход поршня 92 миллиметра, а диаметр 88 миллиметров.

Стоит отметить, что силовой агрегат ЗМЗ 513 относится к некой модификации мотора ЗМЗ 66. Что касается других моделей и модификаций, то они не получили должного распространения.

Стоит только перечислить их:

  • ЗМЗ 5233;
  • ЗМЗ 5234.

Их устанавливали только на ПАЗы и некоторые модели Газ.

Обслуживание

Силовой агрегат внутреннего сгорания имеет довольно неплохой рабочий ресурс и выносливость. За счет этого водитель может передвигаться на своем авто несколько лет и не думать о ремонте или замене деталей.

Если вы хотите получить еще больший ресурс, то необходимо проводить всевозможное обслуживание. Это не только будет поддерживать технические характеристики силового агрегата, но и позволит забыть о финансовых затратах:

  1. Необходимо регулярно менять моторное масло, как правило, каждые 6 тысяч километров пройденного пути. Специалисты рекомендуют использовать исключительно минеральный тип или полусинтетику. Дело в том, что такие масла подходят на все волги и уазы;
  2. Также требуется периодически подтягивать головку блока цилиндров и крепления впускного коллектора, так называемого паука. Специалисты рекомендуют проделывать данную процедуру каждые 1000 – 2000 километров. Если вы заменили прокладки ГБЦ или произвели ремонт, то тут же подтяните все болты и ремни. В остальных случаях проверка осуществляется каждые 30 тысяч километров. Также хочется отметить, что подтяжка осуществляется исключительно на холодном двигателе;
  3. Проверять уровень воды и охлаждающей жидкости. Данный процесс рекомендуется проделывать каждый день, особенно в летний период времени. Ведь если вы этого не сделаете, то могут возникнуть проблемы в виде перегрева силового агрегата. На все это потребуется очень много денег, что очень плохо. Это касается и тех, у кого двигатель Газ 53 на уаз. Дело в том, что в данном случае система охлаждения является больным местом;
  4. Не стоит забывать про регулировку клапанов. От этого зависит не только работоспособность двигателя, но и величина компрессии. Стоит отметить, что качественная система газораспределения не требует каждодневного обслуживания. Как правило, регулировка проводится после замены прокладок головки блока цилиндров и во время появления неприятного стука;
  5. Далее следует проверять уровень масла в поддоне двигателя внутреннего сгорания. Это касается водителей на волге и уазе. Проверка необходима для того, чтобы все механизмы получали свою порцию качественного масла и не выходили из строя. Если уровень недостаточен, то обязательно долейте моторного масла. В противном случае двигатель выйдет из строя. Также необходимо проверять приборы и датчики. Они должны показывать реальные цифры и не отклоняться;
  6. Немаловажным является и внешний осмотр автомобиля. Во время данного действия может обнаружиться течь масла. Специалисты говорят, что течь является основной проблемой двигателя ЗМЗ 53.

Если вы хотите, чтобы транспортное средство прослужило долгое время, то проводите диагностику и обслуживание. Необходимо сразу же ликвидировать проблемы и всевозможные поломки.

Также необходимо разбирать силовой агрегат, чтобы добраться до самого сердца. Сборка двигателя Газ 53 осуществляется при помощи набора ключей и специального опыта.

Чтобы заменить масло необходимо проделать следующие операции:

  • Открутить крышку горловины;
  • Снять пробку сливного отверстия и дать старому маслу вытечь;
  • Прикрутить пробку обратно;
  • Во время слива нужно быть очень осторожным. Дело в том, что масло очень горячее и можно обжечь кожу;
  • Отсоединить фильтр и поменять его на новый;
  • Заполнить немного масла в полость фильтра;
  • Заливаем качественное моторное масло до необходимого уровня;
  • Запустить силовой агрегат и дать ему поработать некоторое время. Это необходимо для того, чтобы масло попало на все механизмы;
  • Проверяем подтекания и уровень масла. В случае необходимости можно долить его.

Неисправности

НЕИСПРАВНОСТИПРИЧИНА
Стук шатунного вкладышаНизкий уровень масла, небольшое
давление в системе и общий износ деталей
Увеличенный расход топливаВытекает масло через сальники и
всевозможные соединения
Стук поршня и верхней втулкиЛопнула юбка и перегородка
поршневого кольца, прогорело днище
Прогорание прокладокПерегрев всех деталей
Прогорание выпускного клапанаНекачественный бензин, попадание
масла на клапан и отсутствие зазора в клапане

Тюнинг

Многие знают, что грузовик Газ 53 уже не выпускается на заводах. А те модели, которые еще передвигаются по нашим дорогам, нуждаются в некоторых доработках.

Дело в том, что общая конструкция уже не имеет того первозданного вида, который был в Советское время. В связи с этим народные умельцы проводят всевозможный тюнинг, который касается не только внешнего вида, но и самого двигателя.

Тюнинг мотора

Первым делом следует полностью заменить старый мотор на более усовершенствованный дизельный (можно установить, например, двигатель волга).

Последний имеет множество преимуществ:

  • Очень мало расходует топлива;
  • Довольно высокий срок службы, порядка 400 тысяч пробега;
  • Очень просто обслуживать, менять фильтры, масло и всевозможные ремни. Сборка двигателя Газ 53 также не составляет труда;
  • Очень высокий коэффициент полезного действия.

Если вы решите все-таки менять силовой агрегат, то придется проделать следующие операции:

  • Заново заварить крепления на рампе;
  • Замена топливного бака;
  • Замена выхлопной системы;
  • Электропроводка;
  • Сконструировать переходники и переделать карданный вал;

Тюнинг кабины авто ГАЗ 53

Далее можно перейти к кабине транспортного средства. Первоначально кабина Газ 53 не выделяется изыском и комфортабельностью. Все сделано из простого пластика и толстого металла. Из-за этого водители не получали должного комфорта и удовольствия от передвижения.

Любой может сделать следующее:

  • Установить центральный замок;
  • Установить сигнализацию;
  • Прикрепить плафон от иномарки.

Также внимания заслуживает тюнинг трансмиссии и колес:

Для этого можно взять задний мост от Газ 3307 и установить его на свой автомобиль. В результате получится довольно прочная подвеска с самоблокирующимся задним мостом.

Также можно поставить коробку передач от 3309. Дело в том, что она отличается хорошей работоспособностью и прочностью.

Стоит отметить, что сборка двигателя Газ 53 осуществляется в любом гараже. Для этого не требуется много места и специального опыта.

Многие умельцы умудряются сделать из простого Газ 53 настоящий пикап. В нем устанавливают силовой агрегат объемом 5 литров. Вес этого двигателя составляет более 600 килограмм.

Сколько весит блок цилиндров газ 53?

Сколько весит блок от газ 53?

Для улучшения жесткости блока его нижняя часть расположена ниже оси коленвала на 75 мм. Такой двигатель ставится так же на ГАЗ-66 и ГАЗ-3307. Вес блока цилиндров составляет 44 кг.

Сколько весит двигатель газ 53 в сборе?

Тип устройства — бензиновый мотор, оборудованный V8. Объем — 4,25 л. Максимальный момент вращения вала — 295 Н/м. Вес — 262 кг.

Сколько весит задний мост от газ 53?

Мост задний ГАЗ-53

Основные атрибуты
Вес270 кг.
Длина1.957 мм
Ширина0.303 мм
Высота0.544 мм

Сколько весит маховик газ 53?

Категория: Двигатель (Двигатель)

Техническая информация:
Длина, м0.372
Ширина, м0.372
Высота, м0.04
Вес, кг:15.92

Сколько весит Головка двигателя?

Голова без выпускного весит килограммов 15-17.

Сколько цветного металла в газ 53?

Сколько цветного металла в газ 53? Масса металла в автомобиле ГАЗ53 — около 2,7 т. Для того чтобы узнать, какую выручку вы получите за сдачу советского автомобиля, умножьте 1,8 или 2,7 на цену лома в конкретном регионе. Не забудьте вычесть из суммы транспортные расходы по доставке ГАЗа до пункта приема лома.

Сколько весит двигатель на ГАЗ 66?

Двигатель ГАЗ 66- Устройство и технические характеристики

Тип мотораКарбюратор (К-126, К-135)
Крутящий момент284,4 Нм (при 2500 об/мин коленвала)
Диаметр цилиндров92 мм
Длина хода поршня80 мм
Вес мотора262 кг

Сколько весит мотор ГАЗ 3307?

Мощностные и моментные характеристики одинаковые. Двигатель ЗМЗ-513 отличается большим весом – 275 кг.

Сколько металла в Волге 3110?

Рассмотрим, сколько весит ГАЗ 52 (самосвал) на металлолом. Согласно паспорту, автомобиль имеет вес 2,5 тонны. Чистого металла в нем около 70 %, то есть 1,8 тонны.

Сколько стоит сдать Зил на металлолом?

Таблица цен сдачи автомобилей на металлолом

АвтомобильЗасорЦена
ВАЗ (LADA) 210625 %7100
ВАЗ (LADA) 210725 %7100
ВАЗ (LADA) 210925 %6500
Москвич-41225 %7100

Основные размеры и условия для сборки двигателя ГАЗ-66, ГАЗ-53

Все детали, поступающие на сборку, должны быть очищены от грязи, нагара и накипи, обезжирены, промыты и высушены

Масляные каналы и отверстия в деталях должны быть прочищены, промыты под давлением и продуты сжатым воздухом.

Не допускается промывка деталей из алюминиевых и цинковых сплавов в щелочных растворах, применяемых для мойки стальных и чугунных деталей, так как алюминий и цинк растворяются в щелочах.

Все агрегаты, а также детали разобранных агрегатов при ремонте могут быть обезличены, за исключением следующих деталей:

— блока цилиндров и крышек коренных подшипников;

— шатуна и крышки шатуна;

— шестерен главной передачи;

— крышек подшипников дифференциала и картера главной передачи;

— правой и левой коробок сателлитов дифференциала. Допускается комплектование главной передачи из годных работавших или новых шестерен при условии обязательной проверки их зацепления на специальном приспособлении.

Отколы на зубьях шестерен и выкрашивание рабочей поверхности зубьев не допускаются.

Блок цилиндров

Блок цилиндров и крышки коренных подшипников при разборке, контроле и сортировке не должны раскомплектовываться, так как они обработаны совместно и поэтому не взаимозаменяемы.

Блоки цилиндров, поступающие на сборку, должны быть тщательно очищены от грязи и накипи, а масляные каналы — от шлама и стружки.

Гнезда вкладышей коренных подшипников должны быть расточены до номинального размера, если их размер и несоосность превышают допустимую величину.

Чистота расточенных гнезд должна соответствовать классу 6-б по ГОСТ 2789—51, а максимальная их несоосность не должна превышать 0,02 мм.

При контроле, а также при растачивании гнезд момент затяжки болтов крепления, крышек коренных подшипников должен быть 11—12 кГм.

На поверхности расточенных гнезд вкладышей следы черноты не допускаются.

Втулки распределительного вала, запрессованные в блок цилиндров, должны быть расточены до номинального или одного из ремонтных размеров, приведенных в табл. 1.

Чистота расточенных поверхностей должна соответствовать классу 7 по ГОСТ 2789—51, а несоосность втулок не должна превышать 0,025 мм.

Непараллельность осей коленчатого и распределительного валов не должна превышать 0,04 мм на всей длине, а расстояние между осями должно находиться в пределах 125,5 ± 0,025 мм.

Отклонение от перпендикулярности оси отверстий под гильзу цилиндра к оси коленчатого вала допускается в пределах 0,015 мм на длине 100 мм, а оси отверстий под толкатели к оси распределительного вала—не более 0,050 мм на длине 100 мм.

Чтобы обеспечить селективную сборку в новых блоках цилиндров, отверстия под толкатели рассортированы на две размерные группы.

Маркируют размерные группы маслостойкой краской на приливах под толкатели.

После обработки отверстий под толкатели ремонтных размеров их необходимо также сортировать на размерные группы. Маркировка размерных групп и ремонтные размеры отверстий под толкатели приведены в табл. 2.

Гильзы цилиндров

Гильзы цилиндров, устанавливаемые на один двигатель, должны быть номинального размера или расточены и хонингованы до одного общего для всех гильз ремонтного размера, указанных в табл. 3.

Овальность и конусность окончательно обработанных гильз не должна превышать 0,02 мм. Причем большее основание конуса должно быть в нижней части гильзы.

Бочкообразность и корсетность не более 0,01 мм. Поверхность гильзы должна быть зеркально-блестящей без рисок и черноты, ее чистота должна соответствовать классу 9-а.

Чтобы обеспечить селективную сборку сопряжения гильза — поршень, на автомобильных заводах гильзы номинального размера сортируют на пять размерных групп.

Размерные группы обозначают буквами русского алфавита, которые нанесены резиновой печаткой на шлифованной наружной поверхности гильз. С этой же целью гильзы, обработанные до ремонтного размера, также должны быть рассортированы на размерные группы.

Если овальность посадочной поверхности гильзы превышает допустимую величину 0,025 мм, то поверхность должна быть восстановлена осталиванием с последующей обработкой до номинального размера. При этом биение посадочной поверхности относительно внутренней поверхности гильзы не должно превышать 0,08 мм, а непараллельность осей, указанных поверхностей не должна превышать 0,02 мм на длине 100 мм.

Таб. 3 Размерные группы гильз номинального и

ремонтного размеров и их обозначения

Наименов-е

Увеличение

диаметра

гильзы,

мм

Обоз-е

группы

Диаметр

гильз, мм

Номинальный

А

92,0+0,012

Б

92,0+0,024

В

92,0+0,036

Г

92,0+0,048

Д

92,0+0,060

1-й ремонтный

0,5

92,5+0,012

92,5+0,024

92,5+0,036

92,5+0,048

92,5+0,060

2-й ремонт

1,0

93,0+0.012

93,0+0.024

93,0+0.036

93,0+0.048

93,0+0,060

3-й ремонт

1,5

9З,5-0,012

9З,5+0,012

9З,5+0,024

9З,5+0,036

9З,5+0,048

Таб. 2 Размерные группы отверстий под толкатели

номинального и ремонтных размеров

Наименование

Увеличение

диаметра

отверстия, мм

группа

Цвет

маркировки

группы

Диаметр

отверстия,

мм

Номинальный

I

Желтый

25,0+0,011

II

Голубой

25,0+0,023

1-й ремонтный

0,10

I

Белый

25,1+0,011

II

Зеленый

25,1+0,023

2-й ремонтный

0,20

I

Черный

25,2+0,011

II

Красный

25,2+0,023

Таб. 1 Номинальный и ремонтные размеры

отверстий во втулках распределительного вала

Наименование

размера

Уменьшение

диаметра, мм

диаметр отверстия

во втулке,

мм

Номинальный

50,0+0,05

1-й ремонтный

0,25

49,75+0,05

2-й ремонтный

0,5

49,5+0,05

Поршни и поршневые пальцы

Таб. 4 Размерные группы поршней номинального и

ремонтного размеров и их обозначения

Наименование

Увеличение

диаметра

гильзы, мм

Обозн-е

группы

Диаметр

гильз, мм

Номинальный

А

92,0-0,012

Б

92,0+0,012

В

92,0+0,024

Г

92,0+0,036

Д

92,0+0,048

1-й ремонтный

0,5

92,5-0,012

92,5+0,012

92,5+0,024

92,5+0,036

92,5+0,048

2-й ремонт

1,0

93,0-0.012

93,0+0.012

93,0+0.024

93,0+0.036

93,0+0,048

3-й ремонт

1,5

9З,5-0,012

9З,5+0,012

9З,5+0,024

9З,5+0,036

9З,5+0,048

Для авторемонтного производства выпускают поршни номинального и трех ремонтных размеров.

Для обеспечения подбора по гильзам поршни рассортированы на пять размерных групп, которые обозначены буквами русского алфавита.

Обозначение размерной группы выбито на днище поршня.

Размерные группы поршней номинального и ремонтного размеров, а также их обозначения приведены в табл. 4.

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни рассортированы на четыре размерные группы.

Группы маркируют маслостойкой краской на наружной поверхности бобышек поршней.

Размерные группы отверстия под поршневой палец и их маркировка приведены в табл, 5.

Юбка поршня выполнена овальной и имеет конусность.

Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, а конусность юбки в этой же плоскости должна составлять 0,013—0,038 мм.

Наибольший диаметр конуса должен быть в нижней части юбки.

При капитальном ремонте двигателей применяют поршневые пальцы только номинального размера, которые рассортированы на четыре размерные группы.

Размерные группы поршневых пальцев номинального размера и их маркировка приведены в табл. 6.

Поршневые кольца

Поршневые кольца выпускают номинального и трех ремонтных размеров, приведенных в табл. 7.

Из трех колец, устанавливаемых на один поршень, два (второе компрессионное и маслосъемное) должны быть покрыты полудой, а верхнее компрессионное — хромом.

При проверке в кольцевом калибре соответствующего размера просвет между поршневым кольцом и калибром не допускается.

Упругость компрессионных колец, сжатых стальной лентой до зазора в стыке 0,3 ∕0,5 мм, должна быть 1,75 — 2,50 кГ, а маслосъемных — 1,5 — 2,2 кГ.

Шатуны

Шатун и крышка шатуна при разборке, контроле и сортировке не должны раскомплектовываться, так как они не взаимозаменяемы.

Допускается восстановление отверстия нижней головки шатуна осталиванием с последующей обработкой до номинального размера.

Перед обработкой нижней головки гайки шатунных болтов должны быть затянуты динамометрическим ключом. Момент затяжки — 6,8 — 7,5 кГм.

Втулки, запрессованные в верхнюю головку шатунов, должны быть расточены до номинального размера.

Перед растачиванием втулки должны быть проглажены брошью.

Чистота обработанных поверхностей во втулке и нижней головке шатуна должна соответствовать классу 8-б.

После растачивания овальность и конусность верхней головки шатуна не должны превышать 0,005 мм, нижней — 0,008 мм.

Непараллельность осей отверстий верхней и нижней головок шатуна — не более 0,03 мм на длине 100 мм, оси отверстий верхней и нижней головок шатуна должны лежать в одной плоскости, отклонение не более 0,04 мм на длине 100 мм.

Таб. 5 Маркировка размерных групп

отверстия под поршневой палец

Группа

цвет

маркировки

диаметр

отверстия, мм

I

Белый

25,0-0.0025

II

Зеленый

25,0-0,0050

III

Желтый

25,0-0,0050

IV

Красный

25,0-0,0075

Таб. 6 Маркировка размерных групп

поршневых пальцев номинального размера

Группа

цвет

маркировки

диаметр

поршневого

пальца, мм

I

Белый

25,0-0.0025

II

Зеленый

25,0-0,0050

III

Желтый

25,0-0,0050

IV

Красный

25,0-0,0075 ∕-0,0100

Таб. 7 Номинальный и ремонтные размеры

поршневых колец

Наименование

размера

Увеличение

диаметра, мм

Диаметр

поршневых

колец, мм

номинальный

92,00

1-й ремонт

0,5

92,50

2-й ремонт

1,0

93,00

3-й ремонт

1,5

93,50

Таб. 8 Маркировка размерных групп

отверстия во втулке верхней головки

шатуна

Группа

Цвет

маркировки

Диаметр

отверстия, мм

I

Белый

25,0+0,0070

+0,0045

II

Зеленый

25,0+0.0045

III

Желтый

25,0+0.0020

—0,0005

IV

Красный

25,0-0.0005

—0,0030

Перпендикулярность торцовых поверхностей нижней головки относительно оси отверстия — не более 0,05 мм.

У шатунов, поступающих на сборку двигателя, расстояние между осями нижней и верхней головок должно быть 155,95 — 156,05 мм.

Для обеспечения возможности селективной сборки шатуна с поршневым пальцем шатуны должны быть рассортированы на группы по размеру отверстия в верхней головке. Каждую группу шатунов маркируют маслостойкой краской определенного цвета. Маркировка шатунов приведена в табл. 8.

Коленчатый вал

Таб. 9 Номинальный и ремонтные размеры

коренных и шатунных шеек

коленчатого вала

Наименование

размера

Уменьшение

диаметра,

мм

диаметр

коренных

шеек, мм

диаметр

шатунных

шеек, мм

Номинальный

70,00-0,013

60,00-0,013

1-й ремонт

0,25

69,75-0,020

59,75-0,013

2-й ремонт

0,50

69,50-0,020

59,50-0,013

3-й ремонт

0,75

69,25-0,020

59,25-0,013

4-й ремонт

1,00

69,00-0,020

59,00-0,013

5-й ремонт

1,25

68,75-0,020

58,75-0,013

6-й ремонт

1,50

68,50-0,020

58,50-0,013

У коленчатых валов, поступающих на сборку, масляные каналы и грязеуловители должны быть тщательно очищены от шлама.

Шатунные и коренные шейки должны быть номинального или одного из ремонтных размеров, указанных в табл. 9.

При шлифовании шатунных шеек радиус кривошипа должен быть сохранен номинальным.

Для одноименных шеек разные ремонтные размеры не допускаются.

Овальность и конусность шеек коленчатого вала не должны превышать 0,01 мм.

Чистота поверхности шеек должна соответствовать 9-му классу.

Длина передней коренной шейки должна быть в пределах 30,45—30,90 мм. Длина шатунной шейки — 52,0—52,2 мм.

Радиусы галтелей шатунных шеек должны быть в пределах 1,2—2,0 мм, коренных — 1,2—2,5 мм.

При вращении вала, установленного в призмы на крайние коренные шейки, биение не должно превышать:

— для средних коренных шеек — 0,02 мм;

— для шейки под распределительную шестерню — 0,03 мм;

— > ступицу шкива вентилятора — 0,04 мм;

— > > задний сальник — 0,04мм;

— фланца по торцу — 0,04 мм.

Непараллельность осей шатунных и коренных шеек — не более 0,012 мм на длине каждой шейки.

Коренные и шатунные вкладыши

Таб. 10 Номинальный и ремонтные размеры вкладышей коренных и шатунных

подшипников

размер

Уменьшение

внутреннего

диаметра

вкладыша,

мм

Толщина вкладышей, мм

Коренных

подшипников

Шатунных

подшипников

номинальный

2,250-0,013

1 ,750-0,013

1-й ремонт

0,25

2,375-0,013

1,875-0,015

2-й ремонт

0,50

2,500-0,013

2,000-0,015

3-й ремонт

0,75

2,625-0,013

2,125-0,015

4-й ремонт

1,00

2,750-0,013

2,250-0,015

5-й ремонт

1,25

2,875-0,013

2,375-0,015

6-й ремонт

1,50

3,000-0,013

2,500-0,015

Тонкостенные вкладыши подшипников коленчатого вала должны быть полностью взаимозаменяемы, и обеспечивать без подбора необходимые для нормальной работы двигателя посадки в сопряжениях подшипников.

Не допускается наличие трещин и откалывание антифрикционного слоя от стальной ленты у шатунных и коренных вкладышей.

Забоины и царапины на рабочей поверхности не допускаются.

На обратной стороне вкладыша допускаются царапины глубиной не более 0,1 мм в количестве не более трех.

Острые кромки и заусеницы на стыках вкладыша должны быть зачищены.

Забоины, царапины и коррозия на плоскостях стыков вкладышей не допускаются. Зачистка стыков для выведения этих дефектов не допускается.

Фиксирующий выступ вкладыша не должен иметь повреждений.

Ремонт вкладышей перезаливкой антифрикционного слоя не допускается.

Номинальный и ремонтные размеры вкладышей приведены в табл. 10.

Маховик

Рабочая поверхность маховика должна быть гладкой, ее чистота после обработки должна соответствовать 9-му классу.

Маховик должен подвергаться статической балансировке. Величина допустимого дисбаланса не должна превышать 35 гсм.

При балансировке сверлить отверстие диаметром 11 мм на радиусе 156 мм на глубину 18 мм.

Максимальное биение рабочей поверхности не должно превышать 0,1 мм.

Размеры отверстий под болты крепления маховика не должны превышать 12,30 мм.

Распределительный вал

Опорные шейки распределительного вала должны быть номинального или одного из ремонтных размеров, приведенных в табл. 11.

Овальность и конусность опорных шеек — не более 0,010 мм, Взаимное биение опорных шеек и шейки под шестерню — не более 0,020 мм.

Биение цилиндрической части кулачков относительно шеек — не более 0,05 мм.

Чистота обработки поверхности опорных шеек должна соответствовать классу 9-б.

При установке вала на крайних опорных шейках биение промежуточных шеек не должно превышать 0,05 мм.

Толкатели

Толкатели по наружному диаметру должны быть номинального или одного из ремонтных размеров, приведенных в табл. 12.

Овальность, конусность и огранка наружной поверхности толкателя — не более 0,007 мм.

Твердость наружной сферической поверхности RC— 60.

На поверхности толкателя не допускаются трещины, риски, черновины и прижоги.

Головка цилиндров

Головка цилиндров, поступающая на сборку, должна быть тщательно промыта, рубашка охлаждения должна быть очищена от накипи и грязи, масляные каналы — от шлама, а выпускные каналы — от нагара.

Запрессованные в головку блока направляющие втулки клапанов должны быть номинального или одного из ремонтных размеров и маркированы краской.

Размеры втулок и их маркировка указаны в табл. 13.

Расстояние от верхнего торца направляющей втулки до плоскости головки должно быть равно 24 мм.

Седла впускных и выпускных клапанов должны быть шлифованы под 45° к оси направляющих втулок.

Ширина рабочей фаски седла должна быть 1,5 ± 2,0 мм.

Биение конических поверхностей всех седел клапана относительно осей отверстий направляющих втулок клапанов — не более 0,025 мм.

Запрессованные в головку цилиндров направляющие втулки клапанов по наружному диаметру могут быть номинального размера или ремонтного (увеличенного на 0,25 мм).

Впускной и выпускной клапаны

Диаметры стержней клапанов должны быть номинального или одного из ремонтных размеров, приведенных в табл. 14.

Рабочая фаска головки клапана должна быть шлифована под углом 45° к оси стержня.

Чистота рабочей поверхности фаски после шлифования должна соответствовать 8-му классу.

Биение рабочей поверхности фаски относительно стержня клапана не более 0,03 мм.

Впускная труба

У впускной трубы, поступающей на сборку, рубашка охлаждения должна быть очищена от грязи и накипи, а впускные каналы от нагара.

Поверхности разъема с головками цилиндров должны быть плоскими — отклонение в пределах 0,1 мм не более.

Трубу нужно подвергнуть испытанию водой под давлением 3 – 4 кГ/см2.

Таб. 11 Номинальный и ремонтные размеры

опорных шеек распределительного

вала

размер

Уменьшение

диаметра, мм

Диаметр

опорных

шеек, мм

Номинальный

50,00-0,017

1-й ремонт

0,25

49,75-0,017

2-й ремонт

0,50

49,50-0,017

Таб. 12 Номинальный и ремонтные размеры толкателя

размер

Увеличение

диаметра

толкателя,

мм

Группа

Цвет

маркировки

Диаметр

толкателя,

мм

Номинал

I

Желтый

25,0-0,015

II

Голубой

25,0-0,008

1-й ремонт

0,10

I

Белый

25,1-0,015

II

Зеленый

25,1-0,008

2-й ремонт

0,20

I

Черный

25,2-0,015

II

Красный

25,2-0,008

Таб. 13 Номинальный и ремонтные размеры направляющей втулки клапана

Размер

Увеличение

или

уменьшение

диаметра,

мм

маркировка

Внутренний

диаметр

направляющей

втулки клапана, мм

Номинальный

желтый

9,00+0,022

1-й ремонт

-0,20

Белый

8,80+0,022

2-й ремонт

+0,20

Зеленый

9,20+0,022

Таб. 14 Номинальный и ремонтные размеры стержней клапанов

размер

Увеличение или

уменьшение

диаметра,

мм

маркировка

Диаметр стержня,

мм

Впускного

выпускного

Номинальный

Желтый

9,0-0,050

9,0-0,075

1-й ремонт

-0,20

Белый

8,8-0,050

8,8-0,075

2-й ремонт

+0,20

Зеленый

9,2-0,050

9,2-0,075

характеристики, устройство, описание, ремонт, тюнинг

Все помнят легендарный ГАЗ 53 с его мотором ЗМЗ 511. На смену этому силовому агрегату пришёл движок 513, который особо ничем и не отличался от предшественника, кроме увеличенного веса. Устройство моторов практически одинаковое, только вот применяемость разная.

Технические характеристики

Двигатель ЗМЗ 513 производил Заволжский моторный завод для ряда грузовых автомобилей. Двигатель получил улучшенную конструкцию блока цилиндров, но при этом вес движка увеличился. Рассмотрим, основные технические характеристики и устройство мотора:

НаименованиеХарактеристика
Завод производительГАЗ
Марка двигателяЗМЗ
Модель513
Объем4,3 литра (4250 см куб.)
Количество цилиндров8
КонфигурацияV
Количество клапанов16
ОхлаждениеЖидкостное
Мощность115 л.с.
Блок и головка, исполнениеалюминий
Порядок работы цилиндров1-5-4-2-6-3-7-8
ТопливоА-76, А-80, Газ
Диаметр стандартного поршня92 мм
Ход поршня80 мм
ПитаниеКарбюратор К-126, К-126Б, К-126М

Движок получил широкое распространение на такие не менее известные модели, как 66-й Газон, ГАЗ 3307, а также при самостоятельной установке и ЗИЛ-130. Это V-образный силовой агрегат, который имеет некоторые характерные отличия — специфический поддон, большой воздушный и масляный фильтр. 513 отличается увеличенным весом на 275 кг. Также выпускалась доработанная версия ДВС с маркировкой 513.10.

Обслуживание и ремонт

Обслуживание мотора ЗМЗ 513 достаточно простое. Можно сказать, оно аналогичное 511. Техническое обслуживание проводится каждые 12-15 тыс. км пробега. В этот показатель входит смена моторного масла и фильтрующего элемента. Также, рекомендуется проверять зажигание и состояние воздушного фильтра.

Не стоит забывать, что смена воздушного элемента проводится каждое второе техническое обслуживание.

Двигатель особо не прихотлив в использовании топлива и моторного масла. Так, для нормальной эксплуатации подойдёт любое более-менее качественная минеральная смазки. Как показывает практика, обычно автомобилисты льют в мотор такое масло, как М10.

Оно прекрасно выполняет все необходимые функции, а также при своевременной замене хорошо защищает элементы мотора. Особое внимание рекомендуется уделить воздушному фильтру. Лучше всего брать качественное изделие с металлическим основанием.

Вывод

Мотор 513 получил достаточно широкое распространение на автомобили группы ГАЗ. Так, некоторые автолюбители даже устанавливали силовой агрегат на ЗИЛ 130. Межсервисное техническое обслуживание проводится достаточно просто, поскольку силовой агрегат имеет простые конструктивные особенности.

Кроме этого существует доработанная версия движка с маркировкой 513.10.

ГАЗ 53: технические характеристики

ГАЗ-53 – это малотоннажный грузовик отечественного производства. Модель получила широкое распространение в разных областях. Отличительными особенностями данного автомобиля является неприхотливость к качеству топлива и простота в ремонте.

История создания

Модель поступила в серийное производство в 1961 году. Производитель завершил выпуск грузовиков в 1993 году. За все время было выпущено несколько модификаций. Они отличались характеристиками агрегата и типом шасси. Первые машины выпустили с 6 цилиндровым силовым агрегатом. Он имел рядное расположение рабочих цилиндров и жидкостную систему охлаждения. После на ГАЗ-53 начали устанавливать бензиновый агрегат с 8 рабочими камерами, максимальная мощность которого составляла 120 лошадиных сил.

Описание и устройство

Автомобиль изготовлен на базе рамы, представляющей собой два швеллера, соединенных поперечинами. Моторный отсек находится в передней части грузовика. Газ-53 имеет колесную формулу 4 х 2. Привод от коробки переключения передач осуществляется на заднюю ось. В зависимости от версии тип шасси отличается. Производитель оборудовал грузовик механической рулевой колонкой. Ее редуктор включает в себя червячный механизм. Гидроусилитель не предусмотрен. Это требует от водителя прикладывания больших физических усилий при повороте рулевого колеса.

Грузовик ГАЗ 53 выпускался в нескольких модификациях

Электросхема автомобиля ГАЗ 53 построена по однопроводному принципу. Минусовым контактом является корпус автомобиля, он соединен с аккумуляторной батареей. Источники питания – это аккумуляторная батарея напряжением 12 вольт и генератор с ременным приводом. В процессе работы двигателя осуществляется заряд аккумуляторной батареи. Кузов модели горьковского автомобильного завода изготавливался в нескольких вариантах:

  1. Деревянный. Передний борт жестко закреплен на основании. Боковые и задний борт установлены на металлических петлях. Погрузка и разгрузка осуществляется с любой из трёх сторон.
  2. Металлический. Устанавливается на самосвал. Задний и боковые борта подвижные. Разгрузка осуществляется на бок или назад. В центре дна металлического кузова расположен кронштейн, предназначенный для крепления гидравлического цилиндра.
  3. Металлический закрытого типа. Кузов оснащается боковыми или задними дверями. Данная модель получила широкое распространение для перевозки продуктов питания.

На основе ГАЗ 53 изготавливались автовышки, топливозаправщики, пожарные машины и т.д. Производитель выпускал также транспортные средства, предназначенные для нужд армии.

Версии грузовика

За все время было выпущено большое количество модификаций. Характеристики могут отличаться:

  1. ГАЗ 53 ф. Производитель оборудовал грузовик 6 цилиндровым двигателем от предыдущей модели. Его мощность составляла 82 л.с. Грузоподъёмность автомобиля составила 3.5 т, а максимальная скорость 75 км/ч.
  2. ГАЗ 53. Восьмицилиндровый v-образный двигатель с мощностью 115 л. Максимальная скорость 85 км/ч.
  3. ГАЗ 53а. 8 цилиндровый v-образный двигатель. Грузоподъемность 4т, максимальная скорость 85 км/ч.
  4. ГАЗ 53б. Самосвал. V-образный 8 цилиндровый двигатель мощностью 120 лошадиных сил. Максимальная скорость автомобиля 90 км ч, а грузоподъемность 4 тонны.

Существовали специализированные версии, такие как шасси под самосвал, с газовым оборудованием, военные, экспортные, седельные тягачи и шасси для изготовления автобусов.

Характеристики

Модель получила широкое распространение благодаря следующим характеристикам:

  1. Длина от переднего бампера до заднего края кузова — 6 395 мм.
  2. Высота от покрытия до верхнего края кабины – 2190 мм.
  3. Ширина – 2380 мм.
  4. База – 3700 мм.
  5. Расстояние между центрами колес передней и задней оси – 1577 и 1650 мм соответственно.
  6. Грузоподъемность ГАЗ 53 — 4500 кг.
  7. Вес полностью снаряженного автомобиля – 3250 кг.
  8. Силовой агрегат — 8 цилиндровый бензиновый, с v-образным расположением рабочих цилиндров. Мощность 120 л. с.
  9. Коробка переключения передач — механическая 4 ступенчатая. 4 передачи для движения вперед и 1 назад.
  10. Скорость движения – 90 км/ч.
  11. Ёмкость топливного бака – 90 литров.
  12. Колесная формула – 4 х 2.

Характеристики автомобиля могут отличаться в зависимости от версии.

ГАЗ 53 использовался для перевозки грузов, а также в военной сфере

Двигатель

ДВС ГАЗ 53 представляет собой восьмицилиндровый агрегат. Подготовка смеси осуществляется карбюратором. Рабочие цилиндры расположены v-образно. Каждая камера сгорания оснащена впускным и выпускным клапаном. Двигатель ГАЗ 53 имеет нижнее расположение распределительного вала. Привод газораспределительного механизма представлен в виде двух шестерен — металлической (расположенной на коленчатом валу) и текстолитовой (на распределительном). Система охлаждения двигателя жидкостная. Перемещение воды в рубашке и радиаторе осуществляется помпой. Она имеет временной период от шкива, установленного на коленчатом валу.

Силовой агрегат автомобиля имеет комбинированную систему смазки. В качестве смазочного материала используется моторное масло, которое подаётся на детали кривошипно-шатунного механизма под давлением. Детали газораспределительного механизма смазываются путем разбрызгивания масла. Давление в системе нагнетает насос шестеренчатого типа. Он имеет привод от распределительного вала кулачкового типа. Двигатель отличается неприхотливостью к условиям эксплуатации и качеству топлива.

Кабина

Модель оснащается цельнометаллической кабиной. Она установлена в передней части автомобиля. Для снижения степени вибрации, передающейся от ходовой части, кабина установлена на 4 эластичные подушки. Внутри расположены следующие рычаги управления — рулевое колесо, рычаг КПП, ручного тормоза и КОМ (при наличии). На полу располагаются три педали, переключатель дальнего и ближнего света фар и съёмный люк для обслуживания и ремонта коробки переключения передач. Переключатель поворотов установлен на рулевой колонке. На панели приборов вмонтированы — амперметр, указатель уровня топлива, давления масла и температуры охлаждающей жидкости. Рядом с вещевым ящиком располагаются двухрежимные переключатели стеклоочистителей ветрового стекла и электроотопителя салона.

Шасси

На раму смонтированы элементы ходовой части, трансмиссии, рулевого управления, дополнительное оборудование и двигатель внутреннего сгорания. В передней части установлена балка с поворотными кулаками и поперечной рулевой тягой. Она необходима для изменения направления движения автомобиля. В задней части рамы установлен ведущий мост грузовика. Оси соединённые с рамой с помощью полуэллиптических рессор. Во избежание раскачивания ГАЗ 53 передняя балка оснащена амортизаторами.

Коробка передач

Производитель установил на ГАЗ-53 4 ступенчатую КПП механического типа. Она имеет 4 передачи для движения вперед и одну – назад. Переключение возможно после полной остановки ведомого диска сцепления. В задней части коробки переключения передач установлены колодки стояночного тормоза. При его включении фрикционные элементы прижимаются к внутренней поверхности барабана и блокируют вращение карданного вала. С правой стороны КПП по ходу движения автомобиля оборудован люк. Он необходим для подключения коробки отбора мощности. КОМ устанавливается на шесть болтов диаметром 10 мм.

Кабина водителя грузовика

Трансмиссия

Передача момента вращения от коробки переключения передач осуществляется на задний мост с помощью карданного вала. Мост оснащен редуктором гипоидного типа с межколесным дифференциалом. Такая конструкция позволяет колёсам одной оси при повороте транспортного средства вращаться с разной скоростью. Передача момента вращения от главной пары к ступицам осуществляется при помощи полуосей. Они имеют шлицевое соединение с шестернями дифференциала.

Рулевое управление

Для изменения направления движения на передней балке установлены поворотные кулаки. Между собой они соединены поперечной тягой. Это обеспечивает поворот обоих колес под одинаковым углом. Усилие на сошку рулевого управления передаётся от редуктора червячного типа. Он установлен на раму с левой стороны по ходу движения. Для снижения трения между вращающимися частями редуктора его корпус заполнен смазочным материалом. Это снижает степень усилия, прилагаемого водителем при повороте рулевого колеса.

Плюсы и минусы

Транспортное средство имеет как достоинства, так и недостатки. Это следует учитывать при выборе грузового автомобиля. Грузовик имеет следующие преимущества:

  1. Неприхотливость к качеству топлива. Двигатель устойчиво работает независимо от качества бензина.
  2. Простота в эксплуатации и ремонте. Устранить неполадки сможет человек, не имеющий особых знаний и опыта. Большинство неисправностей можно устранить в полевых условиях.

Недостатком автомобиля можно отнести высокий уровень шума в кабине при движении и отсутствие гидравлического усилителя. На средних и высоких оборотах двигатель издаёт высокий уровень шума. Это требует монтажа дополнительной шумоизоляции. В связи с отсутствием гидроусилителя руля водителю необходимо прилагать большие физические усилия для управления автомобилем.

Где купить ГАЗ 53

Серийный выпуск автомобиля закончился в 1993 году. Можно купить ГАЗ-53 на вторичном рынке. Стоимость модели зависит от таких факторов, как техническое состояние транспортного средства, модификация, наличие газового оборудования и т.д.

Автомобиль ГАЗ-53 является малотоннажным грузовиком отечественного производства. За время серийного выпуска производитель представил большое количество модифицированных версий. Они отличаются техническими характеристиками. Модель имеет как преимущества, так и недостатки. Это следует учитывать при выборе.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Порядок работы цилиндров змз 513


характеристики, устройство, описание, ремонт, тюнинг Все помнят легендарный ГАЗ 53 с его мотором ЗМЗ 511. На смену этому силовому агрегату пришёл движок 513, который особо ничем и не отличался от предшественника, кроме увеличенного веса. Устройство моторов практически одинаковое, только вот применяемость разная.

Технические характеристики

Двигатель ЗМЗ 513 производил Заволжский моторный завод для ряда грузовых автомобилей. Двигатель получил улучшенную конструкцию блока цилиндров, но при этом вес движка увеличился. Рассмотрим, основные технические характеристики и устройство мотора:

НаименованиеХарактеристика
Завод производительГАЗ
Марка двигателяЗМЗ
Модель513
Объем4,3 литра (4250 см куб.)
Количество цилиндров8
КонфигурацияV
Количество клапанов16
ОхлаждениеЖидкостное
Мощность115 л.с.
Блок и головка, исполнениеалюминий
Порядок работы цилиндров1-5-4-2-6-3-7-8
ТопливоА-76, А-80, Газ
Диаметр стандартного поршня92 мм
Ход поршня80 мм
ПитаниеКарбюратор К-126, К-126Б, К-126М

Движок получил широкое распространение на такие не менее известные модели, как 66-й Газон, ГАЗ 3307, а также при самостоятельной установке и ЗИЛ-130. Это V-образный силовой агрегат, который имеет некоторые характерные отличия — специфический поддон, большой воздушный и масляный фильтр. 513 отличается увеличенным весом на 275 кг. Также выпускалась доработанная версия ДВС с маркировкой 513.10.

Обслуживание и ремонт

Обслуживание мотора ЗМЗ 513 достаточно простое. Можно сказать, оно аналогичное 511. Техническое обслуживание проводится каждые 12-15 тыс. км пробега. В этот показатель входит смена моторного масла и фильтрующего элемента. Также, рекомендуется проверять зажигание и состояние воздушного фильтра.

Не стоит забывать, что смена воздушного элемента проводится каждое второе техническое обслуживание.

Двигатель особо не прихотлив в использовании топлива и моторного масла. Так, для нормальной эксплуатации подойдёт любое более-менее качественная минеральная смазки. Как показывает практика, обычно автомобилисты льют в мотор такое масло, как М10.

Оно прекрасно выполняет все необходимые функции, а также при своевременной замене хорошо защищает элементы мотора. Особое внимание рекомендуется уделить воздушному фильтру. Лучше всего брать качественное изделие с металлическим основанием.

Вывод

Мотор 513 получил достаточно широкое распространение на автомобили группы ГАЗ. Так, некоторые автолюбители даже устанавливали силовой агрегат на ЗИЛ 130. Межсервисное техническое обслуживание проводится достаточно просто, поскольку силовой агрегат имеет простые конструктивные особенности.

Кроме этого существует доработанная версия движка с маркировкой 513.10.

Краткое описание

Двигатель ЗМЗ-511 и его модификации, применяется для установки на грузовые автомобили средней грузоподъемности, такие как — ГАЗ–53, ГАЗ-66, ГАЗ–3307. ЗМЗ-511 – это модернизированный ЗМЗ-53а, 53-11. На ЗМЗ-511 применён ненастроенный одноярусный впускной коллектор, приводящий к пульсациям потока, негативно сказывающиеся на смесеобразовании. Применены головки цилиндров с высокотурбулентными камерами сгорания и винтовыми впускными каналами. Данные гловки обеспечивают степень сжатия 7,6:1, против 6,7:1 у старых двигателей. Двигатель ЗМЗ-513 является модификацией 511-го предназначенной для более сложных условий эксплуатации (для военной техники, для перевозки грузов в сельской местности и в других тяжелых условиях). Двигатель имеет ряд отличий в конструкции, такие как поддон специальной формы под ведущий мост, экранированное исполнение элементов электрооборудования и др. Мощностные и моментные характеристики одинаковые. Двигатель ЗМЗ-513 отличается большим весом – 275 кг.

Характеристики двигателя ЗМЗ-511/513 ГАЗ-53, 3307, ГАЗ-66

ПараметрЗначение
КонфигурацияV
Число цилиндров8
Объем, л4,254
Диаметр цилиндра, мм92
Ход поршня, мм80
Степень сжатия7,6
Число клапанов на цилиндр2 (1-впуск; 1-выпуск)
Газораспределительный механизмOHV
Порядок работы цилиндров1-5-4-2-6-3-7-8
Номинальная мощность двигателя / при частоте вращения коленчатого вала92 кВт — (125 л.с.) / 3400 об/мин
Максимальный крутящий момент / при частоте вращения коленчатого вала294 Н•м / 2000-2500 об/мин
Система питанияКарбюратор К135
Рекомендованное минимальное октановое число бензина76 — 80
Экологические нормыЕвро 0
Вес, кг262

«ЗМЗ-511» и «ЗМЗ-513»: коротко о главном

Первые серийные двигатели Заволжского моторного завода 500-й серии появились в конце 80-х годов. Моторы «3М3-511», для грузовиков семейства «ГАЗ-ЗЗ07», были разработаны на базе «3М3-5З», а «3М3-51З», для полноприводных грузовиков «ГА3-66» и автобусов «ПАЗ», – на базе «3М3-66». 511-й и 513-й двигатели они имеют принципиально одинаковую конструкцию и очень сходные технические характеристики.

«3М3-511» представляет собою бензиновый карбюраторный восьмицилиндровый V-образный двигатель с установкой цилиндров под углом в 90 градусов и верхним расположением клапанов. Рабочий объём силового агрегата составляет 4,254 литра. Его мощность – 125 лошадиных сил, или 92 кВт (при 3,4 тыс. оборотах в минуту). Степень сжатия составляет 7,6. По современной классификации, этот мотор имеет экологический класс «Евро-0».

У двигателя «3М3-51З» названные характеристики такие же, однако он обладает усиленной конструкцией, для эксплуатации в более сложных условиях. Отличия моторов «3М3-51З» от «3М3-511» заключаются в иной конфигурации масляного поддона, а также в наличии экранирования системы зажигания. Масса мотора «3М3-511» равна 262 кг, 513-го мотора – составляет 275 килограммов. Оба этих силовых агрегата снабжены картером сцепления под одинаковую унифицированную ГАЗовскую коробку переключения передач.

Работает мотор «3М3-511» («-51З») на низкооктановом бензине А-76 (в настоящее время в ходу маркировка А-80). Данные двигатели годятся для их адаптации к работе на газе, при установке комплекта газобаллонного оборудования.

Блок цилиндров

Блок цилиндров ЗМЗ-511 отливается из алюминиевого сплава. На двигатели устанавливаются гильзы с нижней фиксацией, сверху прижимаются головкой, а снизу гильзы уплотняются медными кольцами. Для улучшения жесткости блока его нижняя часть расположена ниже оси коленвала на 75 мм.

ПараметрЗначение
МатериалАлюминиевый сплав АЛ-4
Диаметр цилиндра, мм92,00
Межцилиндровое расстояние (расстояние между осями соседних цилиндров блока), мм123,00
Диаметр расточки опор коленчатого вала (под коренные вкладыши), мм67,0
Вес, кг44

Материал гильз — специальный легированный чугун. Высота гильз – 153 мм. Посадочный диаметр – 100 мм.

Топливная система «ЗМЗ-511»

В основе топливной системы – 2-х камерный карбюратор «К-135» (ранее на моторах «3М3-511» («-513») использовались также карбюраторы «К-126»). Карбюратор установлен в верхней части впускного газопровода. Каждая из камер карбюратора обеспечивает подачу топливно-воздушной смеси на один из двух рядов цилиндров. Вплотную к карбюратору смонтирован фильтр тонкой очистки бензина. От карбюратора производится отвод вакуума, для функционирования трамблёра и ограничителя частоты вращения коленчатого вала. Под карбюратором, во впускном газопроводе, тоже предусмотрен отвод вакуума, для функционирования системы вентиляции картера.

ЗМЗ-513: технические характеристики, фото и отзывы

Заволжский моторный завод начал свою деятельность еще в первой половине 20 столетия. По итогам продаж в 1950 году стало понятно, что спрос практически отсутствует. Моторы не соответствовали современным требованиям для установки на тяжелую колесную и гусеничную технику. Руководство завода приняло решение разработать линейку двигателей для автомобильной промышленности. Это был настоящий прорыв. Ведь именно тогда впервые в мире появились V-образные цилиндры. Давайте рассмотрим основные конструктивные особенности ЗМЗ-513, технические характеристики мотора, преимущества и недостатки.

Отзывы автомобилистов и экспертов

Что касается отзывов опытных водителей, то по поводу данного мотора многие отзываются положительно. В частности, отмечают неприхотливость этого ДВС и его достаточно высокий ресурс при правильной эксплуатации и должном уходе. ЗМЗ-513 много раз форсировался для использования на военной техники. Изменялась степень сжатия для работы на топливе с низким октановым числом. Все это говорит о большом потенциале советской V-образной восьмерки.

Многие водители отмечают, что этот мотор не лишен недостатков. Но он является крайне ремонтопригодным. Так что при наличии всех необходимых инструментов, проблему можно было решить в поле на коленке. С современными двигателями, где за все отвечает электроника, такой подход не работает. В общем же 13-й среди водителей любят и многие даже сегодня его используют ввиду низкой стоимости обслуживания.

Общие сведения

После создания на Заволжском Моторном Заводе двигателя V-образной конструкции заказы повалили рекой. Это и не удивительно, ведь моторы могли похвастаться отличными техническими и мощностными характеристиками. Мотор мощностью 195 лошадиных сил работал в паре с 3-ступенчатым автоматом. При этом силовой агрегат мог потреблять как дизельное, так и бензиновое горючее, что было очень удобно.

Таким образом, можно говорить о том, что двигатели ЗМЗ-513 стали народными любимчиками. Это один из самых популярных и востребованных отечественных моторов, которые даже в настоящее время устанавливаются на различную тяжелую технику. Давайте более подробно ознакомимся с 513-й моделью, которая считалась одной из самых удачных в свое время.

Замена двигателя ГАЗ 66

При тюнинге автомобиля ГАЗ 66 часто производится замена силового агрегата на дизель. Чаще всего вместо ГАЗ 66 (ЗМЗ 511) устанавливается дизельный двигатель внутреннего сгорания Д-245, произведенный на Минском моторном заводе. Дизели этой серии оснащены турбонаддувом.

Интересно: По заказу Никарагуа завод-изготовитель переоборудует автомобили серии ГАЗ 66. Вместо родных моторов на них устанавливаются новые Минские дизели Д 245. При желании здесь можно сделать индивидуальный заказ на модернизацию своего авто.

Конструктивные особенности ЗМЗ-513

Для некоторых отраслей промышленности выдвигаются особые требования к проходимости автомобиля. Именно в этом случае устанавливали модель ЗМЗ-513. Этот мотор ставился на такие авто, как ГАЗ-53, 66, 3307 и др. Следовательно, данная модель подходила для техники со средней грузоподъемностью. Стоит обратить внимание на то, что 513-й не был идеальным. У него был один довольно существенный недостаток, который доставлял множество хлопот во время эксплуатации. Дело в том, что в конструкции был предусмотрен одноярусный ненастроенный впускной коллектор. Такое инженерное решение привело к тому, что во время работы силового агрегата образовывались пульсации потока. Это, в свою очередь, негативно сказывалось на качестве топливно-воздушной смеси.

Вывод

Мотор 513 получил достаточно широкое распространение на автомобили группы ГАЗ. Так, некоторые автолюбители даже устанавливали силовой агрегат на ЗИЛ 130. Межсервисное техническое обслуживание проводится достаточно просто, поскольку силовой агрегат имеет простые конструктивные особенности.

Кроме этого существует доработанная версия движка с маркировкой 513.10.

Источник

Технические характеристики ЗМЗ-513

Первое, чем занялись конструкторы, – это изготовление поддона особой формы и экранирование с помощью электрооборудования. Это позволило использовать мотор в тяжелых условиях эксплуатации. Чаще всего ЗМЗ-513 применялся на военной технике, сельскохозяйственных машинах и небольших грузовых автомобилях.

Как уже было отмечено несколько выше, конструкция данного двигателя достаточно простая, но крайне надежная. Этот V8, объемом 4,25 литра, при 3 400 об/мин выдает порядка 97 кВт, что вовсе немало. Для тех времен это был весьма мощный агрегат – 125 л. с. Конечно, современные ДВС ушли далеко вперед. Сейчас из 1,5 объема выжимают по 300 лошадей и более. Степень сжатия – 8,5, что можно назвать стандартным, а вот расход масла тут внушительный. Если пересчитывать в процентном соотношении к бензину, то получается примерно 0,5 единицы. Несмотря на то что этот мотор был одним из последних, которые выпускались еще в Советском Союзе, он и сегодня пользуется популярностью.

Появление мотора

Рассчитывали автомобиль и силовую установку начали на рубеже пятидесятых годов. Изначально машина предназначалась для универсального применения, как вездеход. В первую очередь продуктом интересовались военные, сельское хозяйство тоже нуждалось в таких устройствах. Не случайно автомобиль применялся геологами, работниками нефтяной и лесной промышленности.

При создании автомобиля, с нуля разрабатывался и двигатель ГАЗ 66, технические характеристики установки соответствовали веяниям того времени, опережая конкурентов. За создание агрегата отвечали конструкторы и инженеры, которые серьёзно взялись за работу, как результат, поставленные условия соблюдены. Мотор получился простым, надёжным, живучим, изделие подавалось починке в полевых условиях.

Первые автомобили сошли с конвейера в 62-ом году, а в 64-ом налажен серийный выпуск машин. «Звёздный час» ГАЗ 66 настал в 67-ом, когда организовали пробег Горький — Владивосток — Горький. Транспортное средство с лёгкостью преодолело маршрут, часть которого проходила по бездорожью (Урал, Сибирь, Забайкалье, Дальний Восток). И автомобиль и двигатель с честью выдержали испытание, не получив при этом серьёзных повреждений.

Выпуск машины продолжался до 95 года, позже на смену агрегату пришёл ГАЗ-3308, заменивший модификацию. Улучшенная силовая установка ЗМЗ-513, используемая на 66-ом, выпускается и сегодня. Изделие применяется на других модификациях автомобилей ГАЗ, включая «3308».

Мотор «ЗМЗ-66»:

Конструктивные недостатки мотора

Как уже было отмечено несколько выше, это крайне надежный силовой агрегат, который предназначен для эксплуатации в экстремальных условиях. Но он имеет и свои недостатки, которые нередко проявляются в самый неподходящий момент. К примеру, если автомобиль поставить под наклоном, то завести мотор будет трудно. Придется постоянно подгазовывать. На ровной поверхности такой проблемы нет. Завестись на холодную – та еще задача. Если стартер и схватывает, а ДВС запускается, то уже через пару секунд он глохнет. Работа на холостом ходу в таких условиях крайне неустойчивая. Не рекомендуется тормозить двигателем, так как это приводит к хлопкам в выхлопной трубе и повышению расхода топлива.

Очень часто причина данной неисправности на моторах ЗМЗ-511/513 кроется в пауке. Его накладка пропускает воздух. Рекомендация тут только одна – под замену. Обычно после этого все проблемы исчезают, и силовой агрегат начинает работать, как часы.

Надежность в простоте

Высокой степени надежности можно добиться всего несколькими способами:

  • использовать комплектующие хорошего качества;
  • максимально упростить конструкцию мотора;
  • повысить качество сборки.

Что же было в Советском Союзе? Основные детали были достаточно высокого качества. Но очень сильно страдала подгонка. Советские инженеры постарались сделать все максимально качественно, чтобы мотор отрабатывал свое без каких-либо проблем.

В качестве основы для мотора был использован блок из алюминиевого сплава. Так как мотор V-образный, на нем стоят две головки блока цилиндров с развалом в 90 градусов. В конструкции предусмотрен всего один распределительный вал. Сразу между головками конструкторы поместили впускной коллектор. На нем же установили карбюратор, фильтр и некоторые другие вспомогательные системы. В задней части ЗМЗ стоит масляный насос, в передней – водяной (помпа). Генератор и насос работают через клиноременной привод от коленчатого вала.

Коленвал и поршневая

В качестве основы для коленчатого вала был использован высокопрочный чугун, который дополнительно легировали магнием. С появлением других модификаций мотора шейки коленвала выполняли закаленными. Шатунные шейки в диаметре 60 мм, а коренные – 70 мм. Соответственно, что в конструкции было предусмотрено два сальника: один спереди, второй сзади коленчатого вала. Первый изготавливался резиновым, самоподжимного типа, второй – из асбестового шнура.

Поршни ЗМЗ-513 отливали из алюминиевого сплава. Они достаточно простые по своей конструкции, имеют плоское днище. Диаметр поршня составляет 92 мм, также предусмотрено 5 ремонтных размеров. Следовательно, данный мотор можно откапиталить много раз. На поршне имеются три соответствующих канавки: две под компрессионные кольца, одна — под маслосъемное.

Двигатель ЗМЗ 5231 10

В современных грузовых авто марки ГАЗ 3307 используется бензиновый, или по научному, карбюраторный двигатель. Этот двигатель имеет название ЗМЗ-5231.10.

Самым главным отличием этой модификации является увеличение объема двигателя до 4,67 л. Объем вырос за счет увеличение хода поршня с 80 до 88 мм.

Диаметр цилиндров остался без изменений (92 мм), зато был установлен другой коленчатый вал и поршни.

Топливная и система смазки

На первых моделях данной линейки двигателей устанавливались карбюраторы К-126, которые в дальнейшем из-за низкой эффективности были заменены на К-135. Многие автовладельцы модернизируют мотор именно установкой более экономичной системы подачи топлива. Карбюраторы использовались двухкамерные, так как на каждый ряд цилиндров из отдельной камеры подавалось топливо. В непосредственной близости располагался фильтр тонкой очистки.

На блоке двигателя устанавливают одно- или двухсекционный масляный насос шестеренчатого типа. Не самый надежный вариант, но достаточно производительный и ремонтопригодный. В движение насос приводился от распределительного вала, а для забора масла из поддона использовался соответствующий маслоприемник. Что касается фильтрации смазки двигателя. То за все время эксплуатации этого мотора, использовались самые различные фильтры. Сначала устанавливали центробежный фильтр, затем полнопоточный, а в настоящее время используют сменный фильтрующий элемент, что крайне удобно и выгодно. Примечательно то, что этот двигатель имел весьма эффективную систему защиты от масляного голодания. Если останавливался насос, то срезался штифт на его приводе, соответственно, весь ДВС останавливался и при этом оставался цел.

Обслуживание и ремонт

Обслуживание мотора ЗМЗ 513 достаточно простое. Можно сказать, оно аналогичное 511. Техническое обслуживание проводится каждые 12-15 тыс. км пробега. В этот показатель входит смена моторного масла и фильтрующего элемента. Также, рекомендуется проверять зажигание и состояние воздушного фильтра.

Не стоит забывать, что смена воздушного элемента проводится каждое второе техническое обслуживание.

Двигатель особо не прихотлив в использовании топлива и моторного масла. Так, для нормальной эксплуатации подойдёт любое более-менее качественная минеральная смазки. Как показывает практика, обычно автомобилисты льют в мотор такое масло, как М10.

Оно прекрасно выполняет все необходимые функции, а также при своевременной замене хорошо защищает элементы мотора. Особое внимание рекомендуется уделить воздушному фильтру. Лучше всего брать качественное изделие с металлическим основанием.

Еще немного о конструкции

Сегодня очень часто устанавливается инжектор. ЗМЗ-513 с такой системой подачи топлива становится более экономичным и стабильным. Если карбюратор при высокой температуре за бортом приводил к кипению бензина и перегреву топливной системы, то у инжекторов такая проблема отсутствует.

Так как изначально ресурс был не таким и большим, хотя для тех времен более чем достаточным, то многие автомобилисты переделывали мотор. Для этого брали запчасти от того же ЗМЗ, только более поздней модификации. По расходам подобные вмешательства можно оценить как полноценный капитальный ремонт, а вот ресурс ДВС увеличивался примерно на 35%. Поэтому затраченные деньги возвращались достаточно быстро.

Правильная и бережная эксплуатация

Любой двигатель нуждается в периодическом плановом и капитальном ремонте. Но если плановые технические работы должны выполнятся каждые 20 тысяч километров, в зависимости от силового агрегата, то когда наступит время капиталки, зависит только от водителя. Чтобы максимально продлить ресурс мотора рекомендуется:

  • вовремя менять масло в системе и контролировать его уровень;
  • периодически инспектировать систему охлаждения, чтобы исключить перегрев;
  • стараться эксплуатировать 513-й в щадящем режиме.

Все это поможет несколько продлить жизнь мотору. Конечно, не стоит исключать конструктивные недостатки и возможный заводской брак. Все это встречается, но чаще всего 13-й выходит из строя именно из-за отсутствия надлежащего обслуживания. Заменить топливный, масляный и воздушный фильтр на самом деле не так и сложно. Но в это же время такое простое действие повысит динамику и уменьшит расход горючего.

Какая вместимость кузова ГАЗ-53 самосвал, сколько кубов, сколько вёдер угля в нём?

Грузовые автомобили ГАЗ-53
Грузовой автомобиль ГАЗ 53 стал легендой и выдающимся достижением автомобильной промышленности СССР и России. Как честный труженик, он всегда отрабатывал положенный ресурс, а нередко служил дольше срока, который был предусмотрен до списания.

Классический грузовик марки ГАЗ-53
Выпуск ГАЗ 53 давно прекратился, но до сих пор в объявлениях можно встретить предложения о продаже и покупке этого грузовика. Состояние некоторых экземпляров машины просто удивляет — прошло больше двадцати лет, как последний «пятьдесят третий» сошел с конвейера, а находятся еще вполне боевые грузовики в приличном виде.

Из истории создания ГАЗ 53

ГАЗ 53Ф

Серия автомобилей ГАЗ 53 была построена на базе ГАЗ 51. Новая модель позаимствовала от «пятьдесят первого» шестицилиндровый рядный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), только спустя определенное время уже были предложены другие варианты ДВС. Первые опытные образцы новой модели появились в 1959 году, а с октября 1961 года ГАЗ 53 запустили в серийное производство. Марка получила индекс «Ф» и стала называться ГАЗ 53Ф.
Выпуск модификации грузовика продолжался до января 1967 года. Вначале грузоподъемность автомобиля была 3,5 тонны, но в 1964 году ее снизили до 3 тонн.

ГАЗ 53А

В 1964 году, продолжая разработку ГАЗ 53Ф, завод-гигант начинает производство модификаций: базовой ГАЗ 53 и обновленной модели ГАЗ 53А. В 1965 году решили оставить только ГАЗ 53А, и эта марка просуществовала до 1983 года, то есть, почти 20 лет.
Модель ГАЗ 53А оснастили восьмицилиндровым двигателем (115л.с. объем 4,24 л) и увеличили грузоподъемность до 4 тонн.
Грузовик мог развивать скорость до 85 км в час (на ГАЗ 53Ф она была не более 74 км в час).

ГАЗ 53 12

С 1983 года базовой моделью стал ГАЗ 53 12. Новый модифицированный ДВС получил индекс ЗМЗ 511 (120 л. с.), а грузоподъемность стала еще больше (4,5 тонны). ГАЗ 53 12 выпускали до января 1993 года, затем производство ГАЗ 53 прекратили совсем.

Так выглядит модель ГАЗ 53 12

Дополнительные модификации ГАЗ 53

Помимо базовых моделей ГАЗ53Ф, ГАЗ 53, ГАЗ 53А и ГАЗ 53 12 существовало достаточно много специальных модификаций Газона. В основном они различались по типу кузова и назначению. Базовый вариант — это ГАЗ 53 бортовой. На этой базе заводом выпускались шасси — ГАЗ 53 самосвал (ГАЗ 53 02), шасси для седельного тягача (ГАЗ 53 05).
Для армейских нужд разработали ГАЗ 53Н. Тактико-технические характеристики (ТТХ) военной машины отличались от гражданского варианта. В стандартной комплектации военной техники шел топливный бак большего размера (105 литров), пусковой подогреватель и дополнительное оборудование. Соответственно, ГАЗ 53Н был окрашен в защитный зеленый цвет.

Вариант модели ГАЗ 53Н
Существовали версии, разработанные специально для жаркого климата, выпускались шасси для автобусов КАВЗ, две модели были оснащены газовым оборудованием — для работы на метане и пропане.

Конструктивные особенности ГАЗ 53 12

Общие данные

Автомобиль ГАЗ 53 12 имеет следующие габариты:
Вес автомобиля составляет 3200 кг, у полностью груженого ГАЗ 53 12 масса не может превышать 7850 кг. Размер колеи передних колес составляет 1630 мм. Размер колеи задних колес равен 1690 мм, размер берется без учета вторых колес, которые стоят снаружи на задней оси.
Заявленный заводом-изготовителем расход топлива должен составлять 24 литра на 100 км на скорости 40 км в час. Но такая норма на практике не имеет ничего общего с этой цифрой.

Сравнительная таблица расхода топлива автомобилей ГАЗ различных модификаций
Реальный расход топлива получается где-то около 30 литров на 100 км. Стандартный топливный бак рассчитан на 90 литров. Машину заправляли бензином А-76 и А-72. Непонятно, каким топливом сейчас заправляют ГАЗоны, такие марки бензина давно не производят.

Кабина

По тем временам, когда ГАЗ 53 только появился на дорогах страны, его внешний вид казался очень современным и стильным. Но этот вид оставался почти одним и тем же на протяжении всего времени, пока выпускался грузовик. За 30 с лишним лет на кабине лишь менялись местами фары с подфарниками и изменялись габаритные огни, решетка радиатора приобрела другой вид. Собственно говоря, ГАЗ 53. — не супермашина, его основная задача — возить грузы, с чем он справлялся блестяще.
Внутри кабина выглядит просто. Нет никакой отделки пластиком, практически все вокруг железное. Сиденье не разделено на водительское и пассажирское. Оно состоит из двух основных частей — сплошной спинки и самого сиденья, тоже сплошного. Снимаются половинки очень легко. Внизу, под сиденьем, есть место для инструмента и других вещей.
Щиток приборов элементарен:

  • спидометр;
  • амперметр;
  • прибор давления масла;
  • температурный датчик.

А на первых ГАЗ 53 щиток был и того проще — вместо датчиков давления и температуры стояли две сигнальные лампы.
У кабины есть слабое место — быстро подгнивают крылья и подножки, их постоянно приходится подваривать.

Кузов и шасси

Если говорить о базовых моделях, то описать конструкцию кузова можно в нескольких словах.
Конструкция бортового ГАЗ 53 рамная, а непосредственно сам кузов сделан из деревянных досок, скрепленных железных каркасом. Кузов крепился к раме.

Двигатель внутреннего сгорания

Скорее всего, старый 6-цилиндровый двигатель ГАЗ 51 брать во внимание не стоит, он уже безнадежно устарел. А вот ЗМЗ 511 еще раскатывает по дорогам Российской Федерации.
Характеристики ЗМЗ 511:

  • восемь цилиндров в v-образном расположении;
  • размер поршня в диаметре 92 мм;
  • ход поршня 80 мм;
  • алюминиевый блок цилиндров;
  • две алюминиевых ГБЦ;
  • объем двигателя 4.24 л;
  • степень сжатия 7,6.

ДВС считается слабым местом в ГАЗ 53. Постоянных нагрузок не выдерживает коленчатый вал, а повышенный расход масла на ЗМЗ 511 является чуть ли не нормой.

Так выглядит двигатель для ГАЗ 53
Еще очень часто подтекал задний сальник. Течь происходила на стыке сальниковой набивки с резиновыми уплотнителями. В советское время герметики еще не были широко популярны, поэтому устранить такую неисправность было довольно затруднительно.

Ходовая часть

Ходовая часть легендарного грузовика банально проста. Передняя подвеска легко поддается ремонту, при этом имеет неплохие технические характеристики.
В состав входят:

  • несущая балка;
  • поворотные кулаки шкворневого типа;
  • гидравлические амортизаторы;
  • рессоры.

Задняя подвеска состоит из заднего моста и рессор. Задние рессоры усилены отдельными дополнительными листами. Тормозная система барабанного типа, есть два вакуумных усилителя тормозов.

Трансмиссия

Коробка переключения передач на ГАЗ 53 12 стоит механическая четырехступенчатая. Карданный вал состоит из двух колен, трех крестовин и средней промежуточной опоры. Движение колес осуществляется с помощью заднего моста.

Рулевое управление

Рулевое управление ГАЗ 53 12 состоит из рулевого механизма с червячной передачей, рулевой колонки, рулевых тяг и рулевого колеса. Руль трехспицевый, большой, но тонкий. Рулевая колонка закреплена жестко и не регулируется. В связи с отсутствием гидроусилителя руля вращать рулевое колесо довольно затруднительно, особенно, если автомобиль стоит на месте. С уверенностью можно сказать, что управлять ГАЗ 53 – совсем неженское занятие.

Схема рулевого управления ГАЗ 53

Основные неисправности и недочеты ГАЗ 53

Выяснив все особенности эксплуатации грузовика, все недостатки можно объединить в один список.
Основные недочеты и неисправности ГАЗ 53:

  • Большой расход топлива, заявленная норма явно занижена;
  • Тугое рулевое управление, гидроусилителя руля явно не хватает;
  • Много нареканий на ДВС, в основном это связано с техническими недоработками;
  • Слабые рессоры, не выдерживают максимальный нагруженный вес;
  • Кабина подвержена коррозии.

Основные преимущества ГАЗ 53

Недостатки и недоработки есть в любой конструкции. А вот преимуществ у ГАЗончика куда больше. Такого неприхотливого грузовика трудно еще найти. Вообще, не так часто он и ломается. Его очень легко ремонтировать — поломку можно устранить в любом поле.
На грузовик ГАЗ 53 до сих пор нет проблем с наличием запчастей, к тому же, цены на запчасти сильно не кусаются. Да и разобраться с ремонтом может даже дилетант.
У «пятьдесят третьего» практически «неубиваемый» кузов. Рама сделана из толстого прочного металла — машину уже в металлолом сдают, а рама еще целая.
Грузовик «тащит» практически любой вес и объем, который в него можно загрузить. А еще со своей задачей отлично справляется ГАЗ 53 самосвал. Норма для него не предел — их часто нагружают под завязку.
К достоинствам можно отнести стоимость самого автомобиля. По этой причине нет особых беспокойств, что его украдут. Не страшно, если будет помят бампер, как говорится, не ходовая часть.

Заключение

ГАЗ 53 не зря стал легендой. Грузовиками горьковского автогиганта перевезена огромная масса грузов. До сих пор немало ГАЗончиков трудятся на автомобильных дорогах. И было бы очень здорово, если чаще возникали подобные легенды.
http://avtomobilgaz.ru
legkoe-delo.ru

ГАЗ-53: история грузовика из детства

Двигатели внутреннего сгорания — обзор

ВВЕДЕНИЕ

Теплопередача в двигателях внутреннего сгорания влияет на объемный, механический и тепловой КПД, выбросы выхлопных газов, выбор материалов, размеры компонентов двигателя и затраты на техническое обслуживание. Это основной параметр при моделировании термодинамических процессов. На методы конечных элементов, помогающие при проектировании компонентов двигателя, также влияет теплопередача из-за тепловой нагрузки компонентов.Приблизительно 20% доступной энергии теряется при передаче тепла в ходе различных термодинамических процессов. Локальный теплообмен в цилиндре влияет на механическую прочность поршня или колец, а также на вязкость смазочного масла и возможность ненормального сгорания. Образование очага пламени, работа свечи зажигания или выпускного клапана зависят от теплопередачи. При проектировании головки блока цилиндров и поршня или, в более широком смысле, камеры сгорания прогнозируется влияние материала, размеров, формы и конфигурации на теплопередачу.Производительность, выносливость и стабильность изготовленного продукта тесно связаны с успехом прогнозов.

Существует два аспекта теплопередачи; общая средняя теплопередача влияет на общую производительность двигателя, в то время как мгновенная локальная теплопередача влияет на проблемные области конструкции. Поэтому экспериментальная и теоретическая работа в равной степени была сосредоточена на средней и локальной мгновенной теплопередаче.

Теплообмен между газами и стенками цилиндров двигателей внутреннего сгорания осуществляется за счет принудительной конвекции и излучения.В двигателях с искровым зажиганием теплообменом излучения можно пренебречь. Однако на его долю может приходиться от 20 до 40 процентов всего теплообмена в двигателях с воспламенением от сжатия. Это происходит из-за присутствия частиц сажи в двигателе с воспламенением от сжатия.

Прогноз общей теплопередачи в двигателях внутреннего сгорания обычно основывается на предположении, что процесс теплопередачи является квазистационарным. Были сформулированы различные эмпирические соотношения для прогнозирования пространственно усредненной мгновенной теплопередачи.Аннан [1] предложил рассчитывать квазистационарный теплообмен в двигателях с искровым зажиганием конвективным теплообменом;

(1)qcA=hc.(Tg-Tw)

После применения размерного анализа он предложил безразмерное соотношение;

(2)Nu=a.Reb

(3)hc.Dk=a.(ρ.vpm.Dμ)b

диаметр отверстия цилиндра принят за характерный размер, а средняя скорость поршня использована для представления движение газа. Арман также предложил эмпирическое соотношение для теплопередачи излучением;

(4)qrA=c.ε.(Tg4-Tw4)

и в сочетании с уравнением (1) и уравнение (3);

(5)qA=kD.a.(ρ.vpm.Dµ)b.(Tg-Tw)+c.ε.(Tg4-Tw4)

где a = 0,35 до 0,8b = 0,7c = 0 искра двигатели с воспламенением c = 0,57 двигатели с воспламенением от сжатия

Woschni [2] предложил аналогичное отношение к уравнению. (2) при а = 0,035 и b = 0,8. Чтобы лучше соответствовать своим экспериментальным данным, Хохенбург [3] дополнительно изменил член эффективной скорости газа и использовал мгновенный объем цилиндра для определения характерной длины.Пытаясь предсказать локальные тепловые потоки и учесть локальный эффект завихрения в двигателях с воспламенением от сжатия с непосредственным впрыском, Дент и Сулейман [4] предложили следующее соотношение;

(6)qA=0,023kr.(ρ.ω.r2µ).0,8(Tg−Tw)

для числа Прандтля Pr = 0,73, T g и T w – локальные температуры на равных радиусах от точка инъекции.

В двигателях с искровым зажиганием для описания процесса сгорания используются двухзонные или многозонные модели.Прогнозы мгновенного теплового потока, усредненные по площади Аннандом и Вошни, используются с усредненными по массе зональными средними температурами.

Точность прогнозов мгновенной скорости теплопередачи зависит главным образом от точности измерений температуры поверхности стенки. Пионерская работа Эйхельберга [5] была основана на результатах, полученных на термопарных соединениях тонких проводов, расположенных под поверхностью головки блока цилиндров. Измерения температуры поверхности улучшились с использованием осаждения металлов в вакууме.

Термопара Бендерского[6], показанная на рис. 1, представляла собой отдельный датчик, который можно было установить в головку блока цилиндров. Это страдало от контактного сопротивления на резьбе и от прямого взаимодействия никелевой проволоки в центре горячего спая термопары с однородностью корпуса зонда. Изоляция никелевого провода также представляла собой проблему, которая была решена методом емкостного разряда. Однако основная идея была разработана различными исследователями. Ма [7] использовал композитную полосу в качестве вывода от спая термопары.Bayka [8] использовал аналогичную технику для изготовления поверхностных термопар (рис. 2). Метод вакуумного напыления применялся также для изготовления зондов для измерения теплового потока. Дао и др. [9] нанесенные термисторы на обе поверхности тонких дисков из пирекса. Алкидас [10] также использовал датчики теплового потока. В двигателях с искровым зажиганием измерение температуры поверхности на различных расстояниях от свечи зажигания показало более высокий тепловой поток в зоне раннего прихода пламени. Это соответствовало предсказаниям температуры газа многозонной модели, предложенной Байкой [11].

. (2).

Температура газа может быть визуализирована как имеющая крутой градиент вблизи стенок цилиндра в пределах теплового пограничного слоя и имеющая почти нулевой градиент при удалении от стенок цилиндра. Байка [12] применил эту модель отдельно к сгоревшему и несгоревшему газу с фронтом пламени, разделяющим две зоны, для процесса горения в однотактной машине быстрого сжатия.Та же самая формулировка может быть применена и к многозонной модели. Прогнозирование толщины теплового пограничного слоя и оценка эффективной теплопроводности теплового пограничного слоя могут быть использованы для прогнозирования теплового потока. Боргнакке и др. [13] предложил модель для прогнозирования тепловых потоков через тепловую границу и турбулентность в цилиндре. Тепловой поток через тепловой пограничный слой может быть выражен как:

(7)qA=keδ.(Tg-Tw)

Толщина теплового пограничного слоя будет изменяться в процессе газообмена, сжатия, горения и расширения.На него будут влиять частота вращения двигателя, нагрузка, соотношение воздух/топливо, завихрение, вызванное впуском или сжатием, температура впускного газа, объемный КПД, степень сжатия, время зажигания или впрыска, а также состояние охлаждающей жидкости. Конструкция камеры сгорания, толщина стенок и материалы головки блока цилиндров, гильзы и поршня также влияют на тепловой пограничный слой. Лайфорд-Пайк и Хейвуд [14] провели измерения толщины теплового пограничного слоя в двигателе с искровым зажиганием с помощью шлирен-фотографии.

Целью данного исследования было изготовление автономного зонда и системы сбора данных для сбора экспериментальных данных о тепловом пограничном слое газов над поверхностью, а также о локальной температуре поверхности головки блока цилиндров поршневого двигателя внутреннего сгорания. двигатель. Этот этап исследования был сосредоточен на успешной эксплуатации зонда и системы сбора данных. Проводится дальнейшее исследование, в котором разрабатывается одномерная модель, разработанная Байкой [12], и исследуются дополнительные параметры, такие как скорость двигателя и завихрение газа.

Почему мы должны продолжать инвестировать в разработку двигателей внутреннего сгорания для дорожного транспорта | Нефтегазовая наука и технология

Нефтегазовая наука и технологии – Rev. IFP Energies nouvelles 75 , 56 (2020)

Обычная статья

Почему мы должны продолжать инвестировать в разработку двигателей внутреннего сгорания для дорожного транспорта

Лука Лешник 1 * , Бреда Кегль 1 , Элоиза Торрес-Хименес 2 и Фернандо Крус-Перагон 2

1 Факультет машиностроения, Университет Марибора, улица Сметанова 17, SI-2000 Марибор, Словения
2 Факультет машиностроения и горного дела, Университет Хаэна, Campus las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén, Испания

* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

Получено: 19 сентябрь 2019
Принято: 2 июль 2020

Аннотация

Большинство дорожных транспортных средств сегодня оснащены двигателями внутреннего сгорания, которые в большинстве случаев работают на жидком топливе, полученном из нефти, смешанном с биокомпонентами. Соотношение мощности и веса двигателей внутреннего сгорания в сочетании с высокой энергоемкостью обычных видов топлива, которые можно легко заправить за считанные минуты, делают их идеальными для всех видов дорожного транспорта.С момента введения норм выбросов ЕВРО выбросы от транспортного сектора в Европейском Союзе значительно сократились. Существует несколько альтернатив ископаемому топливу с аналогичными свойствами, которые могут заменить его использование в транспортном секторе. Основное внимание в исследованиях последних десятилетий уделялось биотопливу, которое можно производить из нескольких источников. Производство биотоплива обычно является более энергоемким, чем производство ископаемого топлива, но его использование может способствовать сокращению выбросов в транспортном секторе.В последние годы много усилий было направлено на продвижение электромобилей как транспортных средств с нулевым уровнем выбросов. Это утверждение следует пересмотреть, поскольку воздействие электромобилей на парниковый эффект не является незначительным. И наоборот, в некоторых случаях выбросы электромобиля могут быть даже выше, чем у современных автомобилей со сложными двигателями внутреннего сгорания. Это характерно для стран, где большая часть электроэнергии производится на угольных электростанциях. С уменьшением выбросов парниковых газов в секторе производства электроэнергии и увеличением емкости аккумуляторов роль электромобилей в транспортном секторе, вероятно, возрастет.Несмотря на значительные исследования и финансовые вложения в разработку электромобилей, транспортный сектор в ближайшем будущем будет в основном работать на двигателях внутреннего сгорания и жидком топливе, полученном из нефти. Объем загрязнения от транспортного сектора будет дополнительно регулироваться более строгими нормами выбросов в сочетании с меньшим объемом использования альтернативного топлива.

© Л. Лешник и др., опубликовано IFP Energies nouvelles, 2020

Это статья в открытом доступе, распространяемая на условиях лицензии Creative Commons Attribution License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0), что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

1 Введение

Мировой спрос на энергию растет почти каждый год. В 2017 г. общее мировое потребление первичной энергии увеличилось на 2,1%, что увеличивает потребность в новых источниках энергии [1, 2]. Большая часть сегодняшних глобальных потребностей в энергии удовлетворяется за счет сжигания ископаемого топлива. Нефть по-прежнему остается доминирующим топливом, занимая 34% мирового рынка.За ним следуют уголь и газ, на долю которых приходится соответственно 27,6% и 23,4% мирового рынка. Доля возобновляемых источников энергии на мировом рынке постоянно увеличивается и достигла 13,6% в 2017 году. Структура потребления первичной энергии в Европейском союзе ( ЕС ) очень похожа на мировую, рисунок 1.

Рис. 1 Потребление первичной энергии

в ЕС [51, 52].

В 2016 году на долю ископаемого топлива приходилось более 72% общего потребления первичной энергии в ЕС .На твердое топливо (уголь, кокс, торф, горючие сланцы и горючие пески) приходилось 14,8%, на сырую нефть и нефтепродукты — 34,9%, на газ — 23,6% соответственно. На атомную энергию и возобновляемые источники энергии (ВИЭ) пришлось по 13,3% каждая. Все твердое и жидкое биотопливо, биогаз, гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия и возобновляемые отходы включены в категорию возобновляемых источников энергии.

На рис. 2 представлены тенденции потребления первичной энергии и производства двуокиси углерода в мире и в Европейском союзе (CO 2 ).

Рис. 2

Global и EU тенденции потребления энергии и выбросов CO 2 [1, 2].

Четкая связь между потреблением первичной энергии и выбросами углекислого газа в мире и ЕС очевидна из результатов, представленных на рисунке 2. Общее потребление энергии в мире быстро растет по сравнению с потреблением энергии в Европейском союзе, которое колеблется на примерно на том же уровне с 1990 года.Основной причиной роста мирового потребления первичной энергии является бурное развитие Китая, Индии и других азиатских стран, не входящих в ОЭСР [3]. Увеличение доли рынка возобновляемых источников энергии способствовало стабилизации роста выбросов CO 2 в последние годы.

Увеличение спроса на первичную энергию и снижение потребления ископаемого топлива в ЕС были покрыты за счет увеличения доли рынка возобновляемых источников энергии и газа. За период с 1990 по 2016 год доля рынка возобновляемых источников энергии увеличилась с 4.от 3% до 13,3%, рис. 1.

В представленной статье исследуется текущая ситуация в секторе пассажирского транспорта Европейского Союза по энергопотреблению, образованию выбросов и технологии двигательных установок. В представленной статье также изучалась применимость различных альтернативных силовых установок к обычным дизельным и бензиновым двигателям. В документе также рассматриваются некоторые новые технологии двигателей и их потенциал для снижения расхода топлива и образования выбросов. В конце была проведена оценка энергоемкости и интенсивности выбросов различных силовых установок и различных видов топлива с обычными двигателями с искровым зажиганием и непосредственным впрыском с воспламенением от сжатия.

2 Транспортный сектор в

ЕС

Энергия, полученная из первичных источников, используется в нескольких сферах человеческой деятельности. Потребление первичной энергии в Европейском Союзе можно дополнительно разделить на потребление в конкретных секторах, рисунок 3.

Рис. 3

ЕС потребление первичной энергии по секторам [51].

Соотношение потребления энергии в отдельных секторах показывает, что транспортный сектор в ЕС способствует одной трети общего потребления первичной энергии.Вторым по величине сектором потребления энергии является жилой сектор с 26%, за ним следует сектор промышленности, который потребляет одну четверть первичной энергии.

В статистике транспортный сектор подразделяется на железнодорожный, автомобильный, международный авиационный, внутренний авиационный, внутренний судоходный и другие транспортные секторы. На Рисунке 4 представлена ​​структура конечного энергопотребления в Европе в транспортном секторе.

Рис. 4

Конечное потребление энергии в ЕС Транспортный сектор [51].

Результаты, представленные на рисунке 4, показывают, что большая часть энергии в транспортном секторе потребляется автомобильным транспортом. Согласно [4] пассажирский транспорт составляет примерно 61% от общего потребления энергии в ЕС Транспортный сектор.

Общая структура потребления энергии по видам топлива в миллионах тераджоулей (МТДж) и структура сектора пассажирских и грузовых перевозок в ЕС представлены в таблице 1.

Таблица 1

Структура по видам топлива и структура пассажирского и грузового ЕС транспортного сектора [4, 5, 12, 51, 53].

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что ископаемое топливо представляет собой большую часть видов топлива, используемых в транспортном секторе. Дизельное топливо по-прежнему остается наиболее продаваемым топливом для автомобильного транспорта с долей рынка 67% в 2016 г. В целом по транспортному сектору на дизельное топливо приходится примерно 49,4% рынка [5, 6]. Доля использования возобновляемых источников энергии в секторе автомобильного транспорта ЕС составляла всего 7.1% в 2016 г. [5]. Большая часть возобновляемой энергии в секторе пассажирского транспорта получается путем смешивания биотоплива с обычным топливом в небольших соотношениях [7].

Структура топлива, используемого в транспортном секторе, отражает долю рынка регистрации новых транспортных средств. В 2016 году дизельные легковые автомобили составляли 49% рынка новых легковых автомобилей, зарегистрированных в Европейском Союзе [8].

Принимая во внимание структуру транспортного сектора и используемое топливо, нет никаких сомнений в том, что при сжигании ископаемого топлива в двигателях внутреннего сгорания дорожного назначения образуются значительные объемы выбросов CO 2 и других выхлопных газов.Тенденции транспортных выбросов оксида углерода (CO), неметановых летучих органических соединений (НМЛОС), оксидов серы (SO x ), оксидов азота (NO x ) и твердых частиц PM2,5 представлены на рисунке. 5.

Рис. 5

Тенденция выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от Транспортного сектора ЕС [9, 54].

Результаты, представленные на рисунке 5, показывают, что все представленные транспортные выбросы в ЕС претерпели значительное сокращение в период с 1990 по 2016 год.Наибольшему сокращению подверглись выбросы оксида углерода и неметановых летучих органических соединений, которые составили примерно 85%. Оксиды серы и оксиды азота были уменьшены на 64% и 41% соответственно. Полученное сокращение выбросов PM2,5 с 2000 по 2016 год составило около 42%.

Выбросы выхлопных газов автомобильного транспорта в Европейском Союзе составляют 18,9% от общего объема выбросов оксида углерода в ЕС, 6,3% от общего объема выбросов НМЛОС в ЕС, 28,6% от общего объема выбросов ЕС № x , 3.1% от общего объема выбросов твердых частиц PM10 в ЕС, 5,8% от общего объема выбросов твердых частиц PM2,5 в ЕС и 1% от общего объема выбросов ЕС SO x . Существует также значительный вклад EU в не выхлопные выбросы автомобильного транспорта. На его долю приходится 2 % от общего объема выбросов НМЛОС в ЕС, 4,6 % от общего объема выбросов PM10 в ЕС и 4,2 % от общего объема выбросов PM2,5 в ЕС [9].

Снижение транспортных выбросов является результатом нескольких факторов. На автомобильном транспорте внедрение стандартов выбросов ЕВРО, которые определяют допустимые пределы выбросов выхлопных газов новых автомобилей, продаваемых в соответствии с ЕС , является основным фактором сокращения выбросов в соответствии с ЕС .Их внедрение способствовало внедрению систем прямого впрыска бензина (GDI), блоков управления двигателем (ECU) и каталитических нейтрализаторов в автомобилях с бензиновыми двигателями. В автомобилях с дизельными двигателями нормы EURO привели к внедрению систем Common Rail, систем рециркуляции отработавших газов (EGR) и дизельных сажевых фильтров. Более поздние нормы EURO привели к разработке и внедрению систем селективного каталитического восстановления (SCR), катализатора окисления дизельных двигателей (DOC) и ловушек обедненного NO x в современных дизельных автомобилях.Системы турбонаддува и двигатели уменьшенного объема были внедрены как в дизельные, так и в бензиновые двигатели. Все эти системы помогли снизить выбросы CO, NO x , HC и PM [10]. На снижение выбросов также повлияло изменение качества топлива. Бензиновое топливо с более высоким октановым числом и дизельное топливо с более высоким цетановым числом позволили производителям двигателей производить двигатели с более высокой степенью сжатия, а также получить более высокий КПД двигателя и более низкий удельный расход топлива.Введение директивы ЕС , касающейся содержания серы в жидком топливе, также способствовало сокращению выбросов оксидов серы (SO x ) [11].

Усовершенствования, обусловленные введением норм ЕВРО , привели к усовершенствованию двигателей внутреннего сгорания и других систем автомобиля. Эти улучшения еще больше повлияли на потребление топлива транспортным средством и выбросы CO 2 . Средний расход топлива и выбросы CO 2 европейских автомобилей, протестированных по циклу NEDC, снизились на 27.9% и 30,2% соответственно в 2016 году по сравнению с 2001 годом. За тот же период средняя номинальная мощность двигателя и масса европейского легкового автомобиля увеличились на 28,4% и 11,1% соответственно. Несмотря на все улучшения и снижение энергопотребления, автомобильный транспорт в ЕС по-прежнему потреблял в 2016 г. на 32 % больше энергии, чем в 1990 г. [12]. Основная причина увеличения потребления энергии автомобильным транспортом заключается в росте сектора автомобильного транспорта. С 1990 года среднее количество легковых автомобилей на 1000 жителей в странах Европейского Союза увеличилось на 1.7 раз [13].

3 Усовершенствования двигателей внутреннего сгорания и альтернативы топливам на нефтяной основе

В своем развитии автомобили и двигатели внутреннего сгорания претерпели множество модификаций, которые были реализованы с целью повышения их производительности, снижения расхода топлива и уменьшения образования вредных выбросов выхлопных газов. Несмотря на то, что многие исследователи в настоящее время сосредоточены на разработке альтернативных пропорциональных систем, все еще ведутся исследования того, как повысить эффективность обычного ДВС, снизить выбросы выхлопных газов и оптимизировать системы автомобиля.

Есть несколько вариантов применения современных технологий. Альтернативные виды топлива, такие как биодизель, дают нам возможность повлиять на сокращение выбросов до того, как топливо будет сожжено. Современные новые технологии двигателей влияют на снижение расхода топлива, улучшение процесса сгорания и повышение эффективности двигателя.

3.1 Современные технологии двигателей внутреннего сгорания

Первые двигатели внутреннего сгорания имели КПД в несколько процентов, а теперь он увеличился почти до 50% для низкоскоростных судовых дизельных двигателей большой мощности.Существующие системы двигателей внутреннего сгорания, такие как системы открытия клапанов, системы смазки, системы охлаждения, системы впрыска и т. д., могут быть дополнительно оптимизированы. Ожидается, что сумма всех возможных усовершенствований систем двигателя в сочетании с дополнительным снижением трения, повышением степени сжатия, регулированием клапанов на всех режимах работы, двухступенчатыми турбокомпрессорами, внедрением систем старт/стоп и более эффективных систем трансмиссии в сочетании с масса транспортного средства, сопротивление шин и снижение аэродинамического сопротивления могут снизить потребление топлива пассажирскими транспортными средствами на 20 % в ближайшие 10–15 лет [14].Несколько меньшее снижение расхода топлива можно ожидать в Европейском союзе , так как многие новые автомобили уже имеют двигатели уменьшенного размера с турбонаддувом. Дальнейшее снижение расхода топлива может быть достигнуто за счет внедрения современных технологий двигателей, которых в настоящее время нет на рынке.

Основным недостатком бензиновых двигателей в достижении более высокой эффективности является их низкая степень сжатия по сравнению с двигателями с воспламенением от сжатия. В традиционных бензиновых двигателях с искровым зажиганием (SI) степень сжатия (CR) ограничена коэффициентом около 13, чтобы избежать детонации топлива и повреждения двигателя.В последние десятилетия была проделана большая работа по системам впрыска бензина и дозированию топлива, где мы наблюдаем переход от карбюраторов к системам многоточечного впрыска и непосредственному впрыску бензина (GDI).

В последние годы передовые концепции бензиновых двигателей, такие как воспламенение от сжатия бензина (GCI), воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI), частично предварительно смешанное сгорание (PPC), низкотемпературное сгорание (LTC), октановое число по требованию (OOD) и т. д. . .Эти концепции позволяют бензиновым двигателям работать при более высоких степенях сжатия до 18 и достигать более высокой эффективности двигателя без увеличения образования выбросов в цилиндрах. Большинство из этих концепций сочетают в себе непосредственный впрыск бензина под высоким давлением, многократный впрыск за цикл, низкую и высокую рециркуляцию выхлопных газов, изменение фаз газораспределения и т. д. для использования бензина в двигателях с воспламенением от сжатия с высокой степенью сжатия [15, 16]. Некоторые версии этих концепций, такие как искровое зажигание от сжатия (SPCCI), коммерчески доступны с 2019 года.

Еще более высокая эффективность двигателя и сокращение образования выбросов возможны, если новые виды топлива и новые концепции двигателей будут разрабатываться одновременно. Топлива с более низким октановым числом (~70) могут способствовать успешной эксплуатации двигателей с воспламенением от сжатия в режиме GCI [17, 18]. Такое топливо можно производить на нефтеперерабатывающих заводах из лигроина, который далее перерабатывается для получения бензина с достаточным октановым числом и другими свойствами. Процесс их производства менее трудоемок и дешевле, так как низкооктановое топливо требует меньше присадок и меньше обработки.

Концепция работы дизельного двигателя с воспламенением от сжатия (CI) с непосредственным впрыском топлива позволяет им работать при более высоких степенях сжатия и достигать более высокой эффективности по сравнению с бензиновыми двигателями. Конструкция современных дизельных двигателей очень сложна и дорога. Чтобы контролировать более высокие значения твердых частиц, дизельные двигатели должны работать на обедненной топливной смеси, что увеличивает образование оксидов азота, поэтому для контроля образования NO x требуются дополнительные системы.В последние десятилетия была проделана большая работа по системам впрыска дизельных двигателей. Более высокое давление впрыска в двигателях с впрыском топлива обычно приводит к лучшему распылению, улучшает процесс смешивания топлива и воздуха и является очень эффективным подходом к повышению производительности двигателя. Более высокое давление впрыска также влияет на более равномерное распыление топлива. Высокое давление впрыска усиливает образование кавитации внутри форсунки, что влияет на лучший процесс распыления и более высокую скорость топлива на выходе из форсунки [19–21].На процессы формирования и распада топливного факела также влияет количество отверстий впрыска и форма объема соплового мешка [22].

Распыление топлива, процесс смешивания топлива с воздухом, повышение термической эффективности торможения и снижение выбросов могут быть дополнительно оптимизированы за счет формы камеры сгорания. Доказано, что тороидальная форма камеры сгорания положительно влияет на рабочие параметры двигателя и снижает выбросы [23, 24].

3.2 Системы доочистки выхлопных газов

Используя современные технологии ДВС, выбросы отработавших газов можно уменьшить только до определенной степени.Таким образом, необходимо использовать дополнительные системы доочистки отработавших газов, чтобы достичь норм выбросов и уменьшить загрязнение воздуха. При использовании этих систем выбросы отработавших газов современных дизельных и бензиновых автомобилей ЕВРО-6 более или менее одинаковы [25].

Основными выбросами, которые необходимо контролировать/смягчить в бензиновых двигателях SI, являются выбросы углеводородов, угарного газа и оксидов азота. Поскольку бензиновые двигатели работают в условиях, близких к стехиометрическим, эти выбросы можно эффективно снизить с помощью трехкомпонентного каталитического нейтрализатора.Эти системы не могут работать в достаточной степени при избытке кислорода в отработавших газах, поэтому их нельзя использовать в дизельных двигателях с воспламенением от сжатия, работающих на бедной воздушно-топливной смеси [26].

Большинство современных дизельных двигателей используют системы рециркуляции выхлопных газов (EGR) для снижения выбросов NO x . Выбросы NO x невозможно полностью контролировать только с помощью систем EGR. Для дальнейшего снижения выбросов NO x большинство современных автомобилей, оснащенных дизельным двигателем, имеют встроенные системы селективного каталитического восстановления (SCR).Эти системы способны дополнительно сократить выбросы NO x , используя химические реакции с такими реагентами, как аммиак или мочевина. Дизельные двигатели также имеют большую проблему с твердыми частицами, которые можно эффективно уменьшить с помощью дизельных сажевых фильтров. Катализатор окисления дизельного топлива может использоваться для окисления выбросов оксида углерода и углеводородов [27].

Системы доочистки отработавших газов являются эффективным способом снижения выбросов отработавших газов, которые в настоящее время используются во всех новых автомобилях, продаваемых в рамках ЕС .В будущем для достижения норм ЕВРО потребуется больше систем доочистки отработавших газов. Ожидается, что в двигателе SI бензиновые сажевые фильтры будут использоваться для снижения содержания твердых частиц, а в двигателе CI ловушки Lean NO x (LNT) помогут дополнительно снизить выбросы оксидов азота.

3.3 Альтернативные виды топлива

Выбросы при сжигании ископаемых видов топлива также можно уменьшить за счет использования альтернативных видов топлива. Это несколько альтернатив топливам на нефтяной основе, которые в настоящее время доступны в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания.На все эти альтернативы вместе приходится около 5% общего спроса на энергию в транспортном секторе. В будущем ожидается, что к 2040 г. на их долю может приходиться до 10 % транспортной энергии [4, 28].

3.3.1 Водород

Водород — это очень чистое топливо, которое не производит вредных выбросов в выхлопной трубе автомобиля и может использоваться для питания легковых или коммерческих автомобилей. Наиболее распространенным использованием водорода в транспорте является производство электроэнергии в топливных элементах, которые приводят в действие бортовой электродвигатель электромобилей на топливных элементах (FCEV).

Чистый водород не может быть найден в атмосфере Земли в больших количествах, поэтому его необходимо производить, чтобы использовать в качестве топлива. Производство водорода требует много энергии, что определяет окончательный след выбросов водородных транспортных средств. Наиболее распространенными источниками получения водорода являются уголь, природный газ и вода [4, 29].

Энергоемкость водорода на единицу объема при нормальном давлении и температуре примерно в 3100 раз ниже, чем у бензина при тех же условиях.Чтобы использовать водород в качестве топлива в транспортных средствах, его необходимо сжать до 700 бар или сжижать, охлаждая до −253 °C. Оба процесса очень энергозатратны и представляют достаточно большую проблему для использования в транспортных средствах [4, 29, 30].

Основная проблема массового использования водорода в транспортном секторе заключается в его производстве, хранении и распределении, которые очень дороги. Этот факт, вероятно, ограничит его использование для специальных приложений.

3.3.2 Биотопливо

Сокращение выбросов CO 2 в транспортном секторе является одним из ключевых факторов в достижении желаемого общего сокращения выбросов CO 2 .Биотопливо известно как ключевая альтернатива традиционным видам топлива для снижения выбросов CO 2 в транспортном секторе [31, 32]. В настоящее время все дизельное топливо, продаваемое в Европейском Союзе , содержит несколько процентов биодизеля, тогда как около 75 % бензина содержат 5 % этанола [7].

Биотопливо можно разделить на четыре поколения, которые различаются в зависимости от типа сырья, используемого для их производства. Более 90% всего используемого в настоящее время в мире биотоплива представляет собой биотопливо первого поколения, изготовленное из съедобной биомассы.Биотопливо второго поколения производится из лигноцеллюлозного материала, полученного из лигнина, целлюлозы или гемицеллюлозы. Эти биотоплива гораздо более устойчивы для использования по сравнению с биотопливами первого поколения, поскольку сырье для их производства не конкурирует с возможными источниками пищи человека. Макро- и микроводоросли представляют третье поколение биотоплива. Водоросли считаются материалами с самым высоким содержанием масла среди различных растений. В настоящее время производство биотоплива из водорослей слишком дорого, поэтому этот вид (генерация) биотоплива не может конкурировать с биотопливом первого и второго поколения.Основной недостаток массового производства биотоплива из водорослей заключается в экономически эффективных поставках CO 2 , питательных веществ и источника воды. Четвертое поколение биотоплива все еще находится на ранней стадии разработки. Их получают из генетически модифицированных микроорганизмов, таких как микроводоросли, грибы, цианобактерии или дрожжи [31, 33, 34].

3.3.3 Синтетическое топливо, метанол и диметиловый эфир

Жидкое топливо также можно производить из источников, содержащих смесь водорода и монооксида углерода, которые можно найти в различных формах, таких как природный газ, уголь или биомасса.Наиболее подходящим и чистым источником для производства синтетического топлива является природный газ (ПГ). Топливо, изготовленное из ПГ, называется GTL (Gas-To-Liquid). Много GTL-топлива можно производить на нефтеперерабатывающих заводах, где природный газ является побочным продуктом, который обычно сжигают в газовых факелах или выбрасывают в атмосферу, нанося вред окружающей среде. Синтетическое топливо, изготовленное из угля, обычно называют CTL (Coal-To-Liquid), а BTL — это аббревиатура от синтетического топлива из биомассы (Biomass-To-Liquid).

Процесс Фишера-Тропша (ФТ) может быть использован для производства GTL из природного газа на нефтеперерабатывающих заводах, а также из других источников, что может способствовать снижению загрязнения окружающей среды, повышению энергоэффективности нефтеперерабатывающих заводов и производству высококачественного топлива для двигатели внутреннего сгорания.Различные катализаторы и другие процессы, используемые в процессе Ф-Т, могут производить как дизельное, так и бензиновое топливо [35].

Природный газ, уголь и биомасса также могут использоваться для производства метанола и диметилового эфира (ДМЭ). Метанол имеет высокое октановое число и используется в основном в качестве компонента бензиновой смеси. Основным недостатком метанола является его высокая токсичность и агрессивность по отношению к топливным системам и их компонентам. ДМЭ имеет очень высокое цетановое число, поэтому его чаще всего используют в качестве замены топлива в дизельных двигателях.Проблема широкого использования как метанола, так и ДМЭ заключается в инфраструктуре, необходимой для их распространения [4].

4 Использование электроэнергии на транспорте

Электромобили (EV) существуют уже несколько десятилетий. Впервые они появились в 19 веке, когда массовое использование автомобилей с ДВС не было столь популярным из-за большой разницы в свойствах жидкого топлива и низкого качества производства ДВС. Во время и после первой и второй мировых войн автомобили с ДВС стали более надежными, что в сочетании с другими факторами повысило их популярность [36].С тех пор было разработано несколько вариантов машин с электрической силовой установкой. В зависимости от источника энергии их можно разделить на гибридные электромобили (HEV), подключаемые гибридные электромобили (PHEV), электромобили на топливных элементах (FCEV) и аккумуляторные электромобили (BEV).

4.1 Аккумуляторные электромобили

BEV используют электричество как единственный источник энергии. Электрическая энергия (или электричество) является переносчиком энергии и не существует как источник в природе.Его необходимо генерировать и хранить, чтобы использовать в качестве источника энергии в электромобилях и других типах электромобилей. Емкость аккумулятора оказывает существенное влияние на удобство использования электромобиля в повседневной жизни. Текущая плотность энергии аккумуляторов увеличилась с 10–25 Втч/кг в 19 веке до 80–150 Втч/кг в современных автомобилях [37]. Это увеличение плотности энергии и емкости аккумуляторов было достигнуто за счет использования лития и других редкоземельных металлов. Их использование влияет на окончательную цену аккумуляторной батареи и вносит значительный вклад в выбросы в течение жизненного цикла аккумуляторных электрических и гибридных транспортных средств.На производство литиевых батарей приходится 20 % выбросов электромобилей в течение жизненного цикла в Германии, которая является очень углеродоемкой страной с точки зрения производства электроэнергии, и 50 % в безуглеродоемкой стране, такой как Норвегия, которая производит большую часть электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии. источники [38].

Исследование Международного совета по чистому транспорту [38] показало, что при жизненном цикле более 150 000 км средний BEV производит на 50% меньше выбросов CO 2 , чем средний европейский автомобиль.Это значение сильно зависит от типа производства энергии и может варьироваться от 28% до 72%. Если мы сравним производство выбросов CO 2 с наиболее эффективным дизельным автомобилем, выпущенным в 2016 году, разница между электрическим и обычным автомобилем уменьшается или даже становится в пользу автомобилей с дизельным двигателем в некоторых странах [13]. Средний срок службы BEV составляет более 20 лет, а аккумуляторной батареи — от 5 до 15 лет. Это означает, что общее количество выбросов CO 2 в жизненном цикле BEV и количество выбросов при производстве литиевых батарей в некоторых случаях может удвоиться [39].В соответствии с этим нет никаких сомнений в том, что BEV могут помочь сократить выбросы CO 2 , но на сокращение сильно влияет источник (тип) производства электроэнергии.

Текущая плотность энергии аккумуляторов ограничивает их использование легковыми автомобилями малого и среднего размера. Стоимость производства аккумуляторов, относительно низкая плотность энергии и большой вес ограничивают их более широкое использование в коммерческом транспорте. Согласно Kalghatgi [18], вес аккумуляторной батареи для тяжелого грузовика класса 8 будет более чем в четыре раза выше, чем у типичного дизельного двигателя для грузовика этого класса.Цена одного только аккумуляторного блока будет выше, чем всего грузовика с дизельным двигателем. Цена аккумуляторов и их вес, по сравнению с обычными силовыми агрегатами/системами, даже возрастает на воздушном транспорте. Вес необходимого аккумуляторного блока для часто используемого коммерческого Airbus A320 Neo будет в 19 раз превышать максимальный взлетный вес самолета [18]. При нынешних скоростях зарядки этому аккумулятору потребуется больше недели, чтобы полностью зарядиться.

4.2 Гибридные автомобили

Гибридные транспортные средства

(HV) используют комбинацию электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания для приведения в движение колес транспортного средства.Эта комбинация может повысить эффективность автомобиля и снизить расход топлива. Электричество для питания электродвигателя хранится в аккумуляторной батарее, которая используется в качестве второй системы накопления энергии. Комбинация двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя управляется таким образом, чтобы оптимизировать эффективность трансмиссии и снизить расход топлива. Основным преимуществом гибридных автомобилей является их способность преобразовывать кинетическую энергию во время торможения в электричество и сохранять ее в аккумуляторной батарее для последующего использования.Эта энергия обычно рассеивается в виде тепла в атмосферу в транспортных средствах только с двигателями внутреннего сгорания. Это также уменьшает количество загрязнения от износа тормозов.

Гибридные автомобили

можно найти в двух различных конфигурациях: гибридные электромобили (HEV) и гибридные электромобили с подзарядкой от сети (PHEV). Основное различие между ними заключается в том, что PHEV могут заряжать свои батареи во время движения или с помощью электроэнергии из сети, в то время как обычные HEV заряжают свои батареи только в процессе вождения.Эта функция увеличивает запас хода PHEV на чистом электричестве и делает их гораздо более удобными в использовании, чем HEV [40].

В предыдущих исследованиях было показано, что гибридные автомобили могут снизить расход топлива по сравнению с обычными автомобилями, оснащенными двигателем внутреннего сгорания. Снижение расхода топлива более заметно в городских районах с несколькими режимами остановки и запуска. Гибридные автомобили (HV) также могут помочь снизить выбросы оксидов азота в выхлопных газах. При использовании HV не наблюдалось значительного сокращения выбросов углеводородов (HC).Выбросы оксида углерода (CO) увеличились по сравнению с обычными транспортными средствами из-за частых условий остановки и запуска, более низкой температуры выхлопных газов и снижения эффективности каталитического нейтрализатора [41].

4.3 Электромобили на топливных элементах

Другой возможностью питания электромобилей является использование водорода или другого типа электролита. Большинство топливных элементов используют водород для выработки электроэнергии в автомобиле. Затем произведенная электроэнергия используется для питания электродвигателей BEV или вспомогательных электродвигателей гибридных транспортных средств.По сравнению с аккумуляторными электромобилями, FCEV может заправляться быстрее и обеспечивает больший запас хода. Различные типы топливных элементов также могут использовать метанол, гидроксид калия, жидкую фосфорную кислоту, смесь расплавленных карбонатных солей и другие специальные материалы в качестве топлива для производства электроэнергии [42, 43].

Каждый тип топливных элементов предназначен для работы в определенном диапазоне температур. Топливные элементы с полимерно-электролитной мембраной (ПЭМ), которые используют водород в качестве топлива, являются наиболее подходящими для использования в транспортных средствах, поскольку они работают при низких температурах.Основная проблема в массовом (более широком) использовании топливных элементов PEM заключается в высоких затратах на производство водорода и чистую систему распределения, как обсуждалось ранее. Эту проблему можно решить с помощью топливных элементов прямого действия на метаноле (DMFC), которые работают на чистом метаноле. Метанол имеет более высокую плотность энергии по сравнению с водородом, его легче транспортировать и доставлять, но его токсичность необходимо учитывать при проектировании системы его использования [42, 43].

4.4 Влияние на сектор энергетики

Большим вопросом в более широком использовании электромобилей является увеличение потребления электроэнергии, которое последует за этим.Можем ли мы производить достаточно электроэнергии, чтобы покрыть все наши ежедневные потребности в транспорте? Текущее конечное потребление энергии в транспортном секторе ЕС выше, чем доступная электрическая энергия для конечного потребления, рисунок 6.

Рис. 6

Сравнение потребления энергии в транспортном секторе против электрической энергии, имеющейся для конечного потребления в ЕС в 2016 г. [44].

Данные, представленные на Рисунке 6, показывают, что в настоящий момент мы не производим достаточно электроэнергии для покрытия всех энергетических потребностей Транспортного сектора.Как обсуждалось ранее, нынешний вес и плотность энергии аккумуляторов ограничивают использование электроэнергии в легковых автомобилях, используемых для личного передвижения. Потребление топлива, связанное с личной мобильностью, составило 61% от общего мирового потребления энергии на транспорте в 2012 г., в то время как на легковые личные транспортные средства приходилось 44% от общего мирового потребления энергии на транспорте в 2012 г. Это значение зависит от конкретной страны или региона. В европейских странах ОЭСР на пассажирские транспортные средства приходится примерно 50% общего энергопотребления региона в транспортном секторе в 2012 г. [4].Принимая во внимание эти данные, мы потенциально могли бы заменить ископаемое топливо, используемое для сжигания в легковых транспортных средствах, электричеством.

Согласно Eurostat [44], около 36,4% электроэнергии в ЕС используется в промышленности, более 61,3% используется в домашних хозяйствах и около 2,3% в транспортном секторе. Использование большего количества электроэнергии для питания наших транспортных средств может оказать существенное влияние на цену электроэнергии для домашних хозяйств и на конечную продукцию. Если цена на электроэнергию возрастет, это также может повлиять на конкурентоспособность нашего промышленного сектора.

Если мы посмотрим дальше, 48,7% электроэнергии, выработанной в ЕС в 2016 году, было получено за счет сжигания горючих видов топлива, таких как природный газ, уголь или нефть. Более четверти, 25,7%, электроэнергии произведено на атомных электростанциях. Третьим по величине источником выработки электроэнергии являются гидроэлектростанции с долей 12,1 %, за ними следуют ветряные электростанции с долей 9,7 % и солнечная энергия с долей 3,5 % [45].

В последние годы было много дискуссий о дефоссилизации сектора производства электроэнергии в некоторых европейских странах, особенно в Германии.Это может привести к снижению производства энергии (энергии, доступной для конечного потребления), что может дополнительно повлиять на цены на электроэнергию для домохозяйств среднего размера [46, 47].

5 Энергетические потребности для производства топлива

В последние годы ведется много дискуссий о том, сколько энергии требуется для производства жидкого топлива (бензина и дизельного топлива). Исследования Well-To Tank (WTT) подходят для определения количества энергии, необходимой для производства топлива, которое можно купить на заправочных станциях.Было проведено несколько исследований по определению энергопотребления в процессе нефтепереработки в разных регионах (странах) [48–50]. Результаты по потреблению энергии в ЕС в процессе производства дизельного и бензинового топлива представлены в таблице 2.

Таблица 2

Потребление энергии в процессе нефтепереработки в ЕС .

Энергию, необходимую для производства топлива, можно увидеть из представленных результатов энергетического баланса, которые показывают, сколько энергии требуется для производства конкретного топлива.Около одной пятой конечной энергии используется для производства ископаемого топлива. Если мы преобразуем это, в электрической энергии мы увидим, что для производства 1 л дизельного и бензинового топлива требуется около 2 кВтч электроэнергии.

Большая часть энергии, используемой на нефтеперерабатывающем заводе, производится из сырья и производится на нефтеперерабатывающем заводе. Некоторые источники энергии также необходимо закупать [49]. Электроэнергия, используемая в процессе нефтепереработки, обычно производится на электростанции нефтеперерабатывающего завода из топлива, такого как печное топливо.Покупная электроэнергия составляет менее 5% энергии, потребляемой в процессе нефтепереработки [48–50]. Согласно исследованию JRC [48], около половины энергии, используемой в WTT, используется в процессе переработки топлива. Если мы рассмотрим эти данные и предположим, что другим стадиям ВТЦ также необходимо закупить такое же количество электроэнергии (в сумме 10% энергии, используемой в ВТТ), мы получим разные результаты использования электроэнергии в производстве топлива, Таблица 2.

На основании представленных данных можно сделать вывод, что количество энергии, используемой в процессе рафинирования, не является незначительным.Используемая энергия производится из нескольких источников, которые в основном являются побочными продуктами нефтеперерабатывающего завода, поэтому их нельзя напрямую преобразовать в электричество и использовать для питания электромобилей. Учитывая 35-процентный КПД их преобразования в электроэнергию, можно определить количество энергии, которое потенциально может быть использовано для питания электромобилей без учета потерь при транспортировке электроэнергии (потери в электросетях), аккумуляторов электромобилей и т. д., Таблица 2.

Исследования Well-To-Tank (WTT) позволяют нам оценить увеличение энергии и выбросы в атмосферу в процессах, необходимых для производства конкретных видов топлива и доставки их на заправочные станции.Исследования Tank To Wheels (TTW) дополнительно оценивают увеличение энергии и выбросы, выделяемые конкретным транспортным средством и комбинациями топлива. Если мы суммируем эти значения, мы получим исследование Well-To-Wheels (WTW), которое дает нам представление о количестве увеличенной энергии и выбросов, выбрасываемых при вождении автомобиля с определенным типом двигателя, использующего различные виды топлива или биотоплива. В исследовании WTW также рассматриваются различные варианты производства конкретных видов топлива, например, различные пути распределения сырья (ПГ из трубопроводов, ПГ из сланцевого газа и т. д.).), различное сырье для производства топлива (биодизель из рапсового масла, биодизель из подсолнечного масла и т. д.), различные виды используемой энергии ( ЕС смешанная электроэнергия, электроэнергия от угольных электростанций и т. д.) и тому подобное.

В представленной статье мы обобщаем результаты исследования WTW Европейской комиссии [48] для энергии, затрачиваемой в МДж/100 км, и выбросов, выбрасываемых в г CO 2экв /км. В случае, когда несколько вариантов сырья, путей и т., были доступны для конкретного вида топлива, мы рассчитали и использовали среднее значение. В исследовании представлены результаты WTW для обычных автомобилей 2010 года выпуска и для варианта 2020 года. Результаты для варианта 2020 года содержат достижения в традиционных технологиях (снижение аэродинамического сопротивления транспортного средства, улучшение сопротивления качению, снижение веса, уменьшение размера двигателя и использование систем доочистки выхлопных газов) с 2010 года. На рисунках 7 и 8 мы представляем Результаты исследования WTW по затраченной энергии и выбросам для варианта транспортного средства 2020 года (прогноз).

Рис. 7

Суммарная энергия, затрачиваемая в WTW для автомобильной техники 2020 года [48].

Рис. 8

Выбросы, выбрасываемые в WTW для транспортных средств 2020 года [48].

Использование бензина в двигателях с искровым зажиганием с прямым впрыском (DISI) и использование дизельного топлива в двигателях с прямым впрыском и воспламенением от сжатия (DICI) требует меньше энергии, чем использование большинства рассмотренных альтернативных видов топлива, рис. 7.Увеличение энергии связано с более высокой энергоемкостью производства альтернативных видов топлива по сравнению с производством традиционных видов топлива. На энергоемкость также влияет эффективность сгорания каждого вида топлива и пути транспортировки сырья (, например, , природный газ (ПГ), транспортируемый по трубопроводам на 4000 км, или сланцевый газ, перекачиваемый в ЕС ). Двигатели с искровым зажиганием через порт впрыска (PISI) потребляют немного больше энергии, чем двигатели с искровым зажиганием с непосредственным впрыском, при работе на сжиженном природном газе (СПГ).

При рассмотрении результатов для этанола и биодизеля мы должны иметь в виду, что общая энергия представлена ​​на рисунке 7. Общая энергия состоит из химической энергии, хранящейся в ресурсе биомассы (сырье), и энергии, необходимой для производства топлива. . Энергия источника биомассы в несколько раз превышает используемую ископаемую энергию. Это причина того, почему топливо из рапсового, подсолнечного, соевого и пальмового масла намного более энергоемкое, чем топливо из жира и растительного масла.Такое же влияние, как и на высокую энергоемкость всех вариантов производства этанола.

Все синтетические топлива и ДМЭ потребляют больше энергии, чем обычные бензин и дизельное топливо. Потребление энергии опять же зависит от типа сырья, используемого для производства топлива. Производство из угля (уголь в жидкость — CTL) и из биомассы (биомасса в жидкость — BMT) потребляет больше энергии для производства синтетического топлива, чем производство из газа (газ в жидкость — GTL). Производство ДМЭ такое же.

Ситуация немного отличается при сравнении результатов по энергопотреблению HEV, PHEV, BEV и FCEV. Гибридные и подключаемые гибридные электромобили потребляют меньше энергии, чем автомобили с обычными двигателями DISI и DICI. Причина меньшего энергопотребления заключается в их способности преобразовывать кинетическую энергию во время торможения в электричество и сохранять ее в аккумуляторной батарее для последующего использования. Эта энергия, которая обычно тратится впустую в автомобилях с обычными двигателями, помогает снизить потребность в энергии для питания гибридных автомобилей.

В гибридных электромобилях с аккумулятором и подключаемым модулем потребление энергии сильно зависит от типа источника электроэнергии. Более низкая эффективность производства электроэнергии достигается на атомных электростанциях, поэтому потребление энергии BEV и PHEV является самым высоким, когда атомные электростанции используются для производства электроэнергии.

Использование водорода в электромобиле на топливных элементах сильно зависит от метода производства водорода. Термический процесс производства водорода как из природного газа (ПГ), так и из сжиженного природного газа (СПГ) требует меньше энергии, чем использование ископаемого топлива.Пути электролиза производства водорода являются более энергоемкими. Исключением является только путь, где используется электроэнергия, вырабатываемая ветром.

Все комбинации транспортных средств и видов топлива выделяют определенное количество выбросов. Количество выбрасываемых выбросов в исследовании WTW представлено на рисунке 8.

Тенденции выбросов при использовании различных альтернативных видов топлива отличаются от тенденций потребления энергии. Использование сжатого природного газа приводит к более или менее такому же количеству выбросов, как использование бензина и дизельного топлива, в то время как все другие рассматриваемые виды биотоплива выделяют гораздо меньше выбросов.Количество энергии, необходимой для производства биотоплива, сильно зависит от используемого сырья. Это приводит к разным объемам выбросов для разных путей получения биотоплива из сырья. Выбросы в атмосферу при производстве этанола и синтетического топлива также сильно зависят от используемого сырья. Разное сырье требует разных подходов к производству топлива, что приводит к разной интенсивности выбросов для каждого вида сырья. При рассмотрении результатов по интенсивности выбросов ДМЭ производство ДМЭ из древесины является наиболее благоприятным.Основным источником энергии при преобразовании древесины в ДМЭ является сама древесина, поэтому количество выбрасываемых выбросов очень мало по сравнению с производством ДМЭ из природного газа или угля.

При сравнении результатов для гибридных автомобилей с автомобилями с обычными двигателями более низкая энергоемкость, как видно из результатов на рис. 8, влияет на меньшее количество выбросов парниковых газов. Количество выбрасываемых выбросов парниковых газов аккумуляторным электромобилем зависит только от типа процесса производства электроэнергии.Процессы производства электроэнергии из угля и мазута, безусловно, являются самыми интенсивными по выбросам. Электроэнергия, производимая ветром и на атомных электростанциях, является самой чистой. Это также отражено в FCEV, где процесс электролиза используется для производства водорода.

6 Заключение

В представленной статье исследуется текущая ситуация в области разработки дорожных силовых установок. В последние годы гибридные и электрические транспортные средства добились большого прогресса в своем развитии и удобстве использования.Несмотря на весь достигнутый прогресс, существующая система дорожного транспорта по-прежнему основана на двигателях внутреннего сгорания и сжигании жидкого топлива на основе нефти. Доля рынка всех BEV и всех гибридных автомобилей в европейских странах в 2016 году составила около 3,4%.

Мировой спрос на нефтяное топливо ежегодно растет [18]. Суммарная ветровая и солнечная энергия, произведенная в 2016 году, смогла покрыть 12 дней глобального спроса на энергию в транспортном секторе. Это показывает нам повседневное измерение спроса на энергию в транспортном секторе и указывает на сложность замены его нынешнего первичного источника энергии.Текущие тенденции в производстве электроэнергии и емкости аккумуляторов не способствуют более широкому использованию электроэнергии в транспортном секторе. Также возникает вопрос о пропускной способности электросети для передачи большего количества электроэнергии в случае, если все больше и больше домохозяйств будут иметь электромобили, которые необходимо регулярно заряжать.

С другой стороны, недавний прогресс в разработке двигателей внутреннего сгорания повышает их эффективность и снижает выбросы выхлопных газов.Современные технологии сжигания и новые технологии доочистки выхлопных газов значительно снижают количество вредных выбросов, особенно дизельных двигателей. Выбросы выхлопных газов строго регулируются EURO и другими национальными нормами, которые способствуют разработке новых методов дополнительного сокращения выбросов. Они также поощряют использование биотоплива, которое смешивают с топливом на нефтяной основе в большинстве стран ЕС , и это оказывает положительное влияние на сокращение выбросов.Использование биотоплива в сочетании с современными технологиями сжигания или с гибридными силовыми установками может оказать даже большее влияние на сокращение выбросов, чем каждое отдельное решение.

При рассмотрении других альтернатив традиционным видам топлива, таких как синтетическое топливо, ДМЭ и водород, мы должны быть очень осторожны. Как видно из исследования WTW, некоторые из них могут оказывать большее эмиссионное воздействие на окружающую среду по сравнению с дизельным и бензиновым топливом. Производство электроэнергии в некоторых европейских странах по-прежнему сильно зависит от угля.Этот тип производства электроэнергии также требует значительных выбросов и может быть более вредным для окружающей среды, чем использование обычного жидкого топлива на нефтяной основе в транспортном секторе.

Электричество, безусловно, будет играть важную роль в будущих дорожных силовых установках. Насколько велик будет его вклад, зависит от будущего развития емкости аккумуляторов, модернизации мощностей электросетей, обезуглероживания сектора производства электроэнергии, будущих тенденций в развитии автомобилестроения и т. д.Большую озабоченность вызывают также цены на электроэнергию и снижение собираемых дорожных налогов от продажи ископаемого топлива, которое, как ожидается, последует в определенный момент перехода к электрификации транспорта. Как видно из недавних долей рынка, гибридные электромобили во всех формах имеют самый большой потенциал для массового использования в будущем.

Все это указывает на то, что в ближайшем будущем двигатели внутреннего сгорания по-прежнему будут играть главную роль во всех типах дорожных приложений. Сочетание современного ДВС с повышенной эффективностью и меньшим воздействием на выбросы с частичной электрификацией транспортных средств в настоящее время представляет собой лучшее решение для снижения выбросов парниковых газов в ближайшем будущем.Имеющиеся технологии необходимо сбалансировать в соответствии со специфическими особенностями каждого региона. Учитывая это, необходимы дальнейшие инвестиции в новые технологии двигателей внутреннего сгорания, системы доочистки выхлопных газов и биотопливо для дальнейшего снижения воздействия транспортного сектора на окружающую среду в ближайшем будущем.

Ссылки

  • Статистический обзор мировой энергетики BP. (2018) https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2018-full-report .pdf [по состоянию на 12 марта 2019 г.]. [Google ученый]
  • МЭА. (2018) Global Energy & CO 2 Отчет о состоянии дел за 2017 год, Международное энергетическое агентство. [Google ученый]
  • Прогноз BP Energy.(2017) https://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energyeconomics/energy-outlook-2017/bp-energy-outlook-2017.pdf [по состоянию на 26 февраля 2018 г.]. [Google ученый]
  • Международное энергетическое обозрение. (2016) Управление энергетической информации, 2016.[Google ученый]
  • ЕЭЗ. (2018) Прогресс транспортного сектора ЕС в достижении его экологических и климатических целей, Европейское агентство по окружающей среде. [Google ученый]
  • Евростат.(2018) Показатели энергетики, транспорта и окружающей среды, издание 2018 г., Европейский Союз, Люксенбург. ISBN 978-92-79-96509-8 ISSN 2363-2372. [Google ученый]
  • ЕЭЗ. (2018) Качество топлива в ЕС в 2016 году, Европейское агентство по окружающей среде, doi: 10.2800/224432. [Google ученый]
  • Статистика европейского автомобильного рынка. (2017) Международный совет по чистому транспорту, http://eupocketbook.theicct.org. [Google ученый]
  • ЕЭЗ.(2018) Выбросы загрязнителей воздуха от транспорта, Европейское агентство по окружающей среде. [Google ученый]
  • Уильямс М., Миньярес Р. (2016) Техническое резюме стандартов выбросов транспортных средств Евро 6/VI, icct, доступно онлайн на https://www.theicct.org [дата обращения: 3 апреля 2019 г.]. [Google ученый]
  • ЕЭЗ. (2018) Отчет о кадастре выбросов Европейского Союза за 1990–2016 годы в соответствии с Конвенцией ЕЭК ООН о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (ТЗВБР), Европейское агентство по окружающей среде, ISSN 1977-8449.[Google ученый]
  • ЕАОС (2018 г.) Конечное потребление энергии по видам транспорта, Европейское агентство по окружающей среде. [Google ученый]
  • Евростат, http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/submitViewTableAction.do [по состоянию на 26 марта 2019 г.] Ключевые слова: легковые автомобили на 1000 жителей. [Google ученый]
  • Хейвуд Дж., Маккензи Д. (2015) На пути к 2050 году: потенциал существенного сокращения энергопотребления легковых автомобилей и выбросов парниковых газов, Автомобильная лаборатория Слоана Массачусетского технологического института, Отдел инженерных систем.[Google ученый]
  • Мао Б., Пэн С., Хайфэн Л., Цзунцин З., Минфа Ю. (2018) Воспламенение от сжатия бензина в многоцилиндровом дизельном двигателе большой мощности, Fuel 2015, 339–351. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Любые., Яасим М., Раман В., Эрнандес Перес Ф.Е., Сим Дж., Чанг Дж., Им Х.Г., Йоханссон Б. (2018) Воспламенение от сжатия гомогенного заряда (HCCI) и сгорание с частичным предварительным смешиванием (PPC) в двигателе с воспламенением от сжатия с низким октановое число бензина, Энергия 158, 181–191. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Калгатги Г., Йоханссон Б. (2018) Подход бензинового воспламенения от сжатия (GCI) к эффективному, чистому и доступному двигателю будущего, Proc. Инст. мех. англ. Часть D: Ж. Автомоб. англ. 232, 1, 118–138. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Калгатги Г.(2018) Неужели и ДВС и бензин на транспорте? заявл. Энергия 225, 965–974. [Google ученый]
  • Ван Л., Лоури Дж., Нгайле Г., Фанг Т. (2019) Дизельные форсунки под высоким давлением впрыска из пьезоэлектрической топливной форсунки, Appl.Терм. англ. 15, 807–824. [Google ученый]
  • Морган Р., Бэнкс А., Олд А., Хейкал М. (2015) Преимущества высокого давления впрыска для будущих характеристик двигателя большой мощности, Технический документ SAE 2015–24-2441, doi: 10.4271/2015-24-2441.[Google ученый]
  • Стэнтон Д. (2013) Систематическая разработка высокоэффективных и экологически чистых двигателей для соответствия будущим нормам по выбросам парниковых газов для коммерческих автомобилей, SAE Int. Дж. Инж. 6, 3, 1395–1480. дои: 10.4271/2013-01-2421. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Хуанг В., Moon S., Gao Y., Wang J., Ozawa D., Matsumoto A. (2019) Влияние количества отверстий на динамику распыления дизельных форсунок с несколькими отверстиями: наблюдение за форсунками с тремя и девятью отверстиями, Exp. Терм. Науки о жидкости. 102, 387–396. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Картикеян В.(2019) Влияние изменения геометрии чаши камеры сгорания на характеристики двигателя, характеристики сгорания и выбросов дизельного двигателя, работающего на биодизельном топливе, с его энергетическим и эксергетическим анализом, Energy 176, 830–852. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Паппула Б., Питчайпиллай П., Нараянан К.Г. (2019) Комбинированный эффект композитной добавки и модификации камеры сгорания для адаптации отработанного пластикового масла в качестве топлива для дизельного двигателя, J. Taiwan Inst. хим. англ. 97, 297–304. [Google ученый]
  • Рука., Duan Y., Wang C., Lin H., Huang Z. (2015) Экспериментальное исследование двухступенчатого впрыска дизельных и бензиновых смесей в системе впрыска Common Rail, Fuel 159, 470–475. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Пайри Ф., Лухан Дж. М., Гвардиола С., Пла Б. (2014) Непростое будущее для двигателя внутреннего сгорания: новые технологии и контрольная роль, Oil Gas Sci. Технол. — Rev. IFP Energies nouvelles 70, 15–30. doi: 10.2516/ogst/2014002. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Айодхья А., Нараянаппа К. (2018) Обзор систем доочистки дизельных двигателей, Environ. науч. Загрязн. Рез. 25, 1–4. doi: 10.1007/s11356-018-3487-8. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Exxonmobil, Перспективы развития энергетики: взгляд до 2040 г., https://cdn.exxonmobil.com/~/media/global/files/outlook-for-energy/2017/2017-outlook-for-energy.pdf [по состоянию на 31 января 2019 г.]. [Google ученый]
  • Министерство энергетики США. Центр данных по альтернативным видам топлива. (2019) Производство и распределение водорода, https://afdc.Energy.gov/fuels/hydrogen_production.html [по состоянию на 31 января 2019 г.]. [Google ученый]
  • Министерство энергетики США. (2009) Потребность в энергии для сжатия и сжижения газообразного водорода в связи с потребностями транспортных средств, https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/9013_energy_requirements_for_hydrogen_gas_compression.pdf [дата обращения: 31.1.209]. [Google ученый]
  • You-Kwan O., Kyung-Ran H., Changman K., Jung R.K., Jin-Suk L. (2018) Последние разработки и основные препятствия для передового биотоплива: краткий обзор, Bioresource Technol.257, 320–333. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Альгрен Э., Хагберг М.Б., Гран М. (2017) Транспортное биотопливо в моделировании глобальной экономики энергетики – обзор комплексных подходов к оценке энергетических систем, GCB Bioener. 9, 1168–1180. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Алаван Х.А., Альминшид А.Х., Альджаафари Х.А.С. (2019) Перспективная эволюция производства биотоплива. Обзор темы, Продлить. Энергетический фокус 28, 127–139. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Сикарвар В.С., Чжао М., Феннелл П.С., Шах Н., Энтони Э.Дж. (2017) Прогресс в производстве биотоплива путем газификации, Process Ener. Сгорел. науч. 61, 189–248. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Всемирный банк, партнеры GGFR раскрывают стоимость потраченного впустую газа, http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/EXTSDNET/0,,contentMDK:22416844~menuPK:64885113~pagePK:64885161~piPK:64884432~theSitePK:5929282,00.html [дата обращения: 29.1.209]. [Google ученый]
  • Мом Г. (2014) Эволюция автомобильных технологий: справочник, SAE International.[Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Safari M. (2018) Аккумуляторные электромобили: оглядываясь назад, чтобы двигаться вперед, Energy Policy 115, 54–65.[Google ученый]
  • Холл Д., Лутси Н. (2018) Влияние производства аккумуляторов на выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла электромобилей, icct. Доступно онлайн на сайте www.theicct.org [по состоянию на 15 апреля 2019 г.]. [Google ученый]
  • Детман С., Паулюк С., ван Вуурен Д.П., ван дер Воэт Э., Туккер А. (2018) Сценарии роста спроса на металл в технологиях производства электроэнергии, автомобилях и электронных устройствах, Environ. науч. Технол. 52, 4950–4959. [Google ученый]
  • Сабри М.Ф.М., Данапаласингам К.А., Рахмат М.Ф. (2016) Обзор архитектуры гибридных электромобилей и стратегий управления энергопотреблением, Renew. Суст. Энерг. Откр. 53, 1433–1442 гг. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Хуан Ю., Suarawski N.C., Organ B., Zhou J.L., Tang O.H.H., Chan E.F.C. (2019) Расход топлива и показатели выбросов при реальном вождении: сравнение гибридных и обычных автомобилей, Sci. Общая окружающая среда. 659, 275–282. [В паблике] [Google ученый]
  • Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.(2019) Типы топливных элементов, https://www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells [по состоянию на 16.04.2019]. [Google ученый]
  • Танк Б., Арат Х.Т., Балтаджиоглу Э., Айдын К. (2019) Обзор видения электромобилей на водородных топливных элементах в следующую четверть века, Inter.Дж. Водород Энер. 44, 10120–10128. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Евростат интернетна стран.(2018) Искалне беседе: поставка, преобразование и потребление электроэнергии и нефти, 5.10.2018. [Google ученый]
  • Евростат. (2018) Обзор производства, потребления и рынка электроэнергии. Объяснение статистики, Евростат. [Google ученый]
  • Ренн О., Маршалл Дж. П. (2016) Политика в отношении угля, ядерной энергии и возобновляемых источников энергии в Германии: с 1950-х годов до «Energiewende», Energy Policy 99, 224–232. [Google ученый]
  • Хейк Дж. Ф., Фишер В., Венгхаус С., Векенброк К. (2015) Немецкая Energiewende — история и статус-кво, Energy 92, 532–546.doi: 10.1016/j.energy.2015.04.027. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • СИЦ.(июль 2013 г.) Анализ будущего автомобильного топлива и силовых агрегатов Well to Wheels в европейском контексте, Версия 4, Европейская комиссия, Объединенный исследовательский центр, Институт энергетики и транспорта. [Google ученый]
  • Имран Хан М.(2018) Сравнительная оценка энергопотребления и выбросов парниковых газов природного газа в качестве транспортного топлива в Пакистане, Ener. Поддерживать. Развивать. 43, 38–59. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Патил В., Шастрый В., Химабинду М., Равикришна Р.В. (2016) Анализ жизненного цикла энергии и выбросов парниковых газов автомобильного топлива в Индии: Часть 2 — Анализ полного цикла, Energy 96, 699–712. [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
  • Евросоюз.(2016) Энергетические балансы 2016 ДАННЫЕ, Европейский Союз, Люксембург. ISBN 978-92-79-92826-0 ISSN 1830-7558. [Google ученый]
  • Евростат, http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/submitViewTableAction.do [по состоянию на 18 марта 2019 г.].[Google ученый]
  • Евростат, https://ec.europa.eu/eurostat/web/products-datasets/-/road_eqr_carpda [2.10.2018]. [Google ученый]
  • Евростат, http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?dataset=env_air_emis&lang=en [по состоянию на 28 марта 2019 г.]. [Google ученый]

Все таблицы

Таблица 1

Структура по видам топлива и структура пассажирского и грузового ЕС транспортного сектора [4, 5, 12, 51, 53].

Таблица 2

Потребление энергии в процессе нефтепереработки в ЕС .

Все фигурки

Рис. 6

Сравнение потребления энергии в транспортном секторе против электрической энергии, имеющейся для конечного потребления в ЕС в 2016 г. [44].

В тексте

(PDF) Почему мы должны продолжать инвестировать в разработку двигателей внутреннего сгорания для дорожного транспорта

8 Статистика европейского рынка транспортных средств.(2017) Международный совет по экологически чистому транспорту

, http://eupocketbook.

theicct.org.

9 ЕЭЗ. (2018) Выбросы загрязнителей воздуха от транспорта,

Европейское агентство по окружающей среде.

10 Williams M., Minjares R. (2016) Техническое резюме стандартов выбросов транспортных средств

Euro 6/VI, icct, доступно онлайн

на https://www.theicct.org [по состоянию на 3 апреля 2019].

11 ЕЭЗ. (2018) Отчет Европейского союза об инвентаризации выбросов

за 1990–2016 годы в соответствии с Конвенцией ЕЭК ООН о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния

(ТЗВБР), Европейское агентство по окружающей среде

, ISSN 1977-8449.

12 ЕЭЗ. (2018) Конечное потребление энергии по видам транспорта,

Европейское агентство по окружающей среде.

13 Евростат, http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/submit

ViewTableAction.do [по состоянию на 26 марта 2019 г.] Ключевые слова:

Легковых автомобилей на 1000 жителей.

14 Heywood J., MacKenzie D. (2015) На пути к 2050 году:

Потенциал существенного сокращения количества легковых автомобилей

энергопотребление и выбросы парниковых газов, Массачусетс

Отдел инженерных систем.

15 Mao B., Peng C., Haifeng L., Zunqing Z., Mingfa Y. (2018)

Бензиновое воспламенение от сжатия на многоцилиндровом дизельном двигателе большой мощности

, Fuel 2015, 339–351.

16 An Y., Jaasim M., Raman V., Hernández Pérez FE, Sim J.,

Chang J., Im HG, Johansson B. (2018) Гомогенный

заряд с воспламенением от сжатия (HCCI) и частично предварительно смешанный

сгорание (PPC) в двигателе с воспламенением от сжатия на низкооктановом бензине

, Энергия 158, 181–191.

17 Kalghatgi G., Johansson B. (2018) Сжатие бензина

Зажигание (GCI) подход к эффективному, чистому и доступному двигателю будущего

, Proc. Инст. мех. англ. Часть D: Ж. Автомоб. англ.

232, 1, 118–138.

18 Калгатги Г. (2018) Действительно ли это двигатели внутреннего сгорания

и бензин на транспорте? заявл. Энергия 225 965–974.

19 Wang L., Lowrie J., Ngaile G., Fang T. (2019) Впрыск высокого давления

Дизельные распылители под давлением из пьезоэлектрической топливной форсунки, Appl.

Терм. англ. 15, 807–824.

20 Морган Р., Бэнкс А., Олд А., Хейкал М. (2015)

Преимущества высокого давления впрыска для будущих характеристик двигателя большой мощности

, Технический документ SAE 2015–24-2441,

doi : 10.4271/2015-24-2441.

21 Stanton D. (2013) Систематическая разработка высокоэффективных

и экологически чистых двигателей для соответствия будущим экологическим нормам по газу для коммерческих автомобилей

, SAE Int. Дж. Инж. 6, 3, 1395–1480. дои:

10.4271/2013-01-2421.

22 Huang W., Moon S., Gao Y., Wang J., Ozawa D.,

Matsumoto A. (2019) Влияние количества отверстий на динамику распыления

дизельных форсунок с несколькими отверстиями: наблюдение из трех — к

насадки с девятью отверстиями, доп. Терм. Науки о жидкости. 102, 387–396.

23 Картикеян В. (2019) Влияние изменения геометрии камеры сгорания

на характеристики двигателя, сгорание

и характеристики выбросов дизельного двигателя

, работающего на биодизельном топливе, с его энергетическим и эксергетическим анализом, Energy 176, 830–852.

24 Паппула Б., Питчайпиллаи П., Нараянан К.Г. (2019) Комбинированный эффект композиционной присадки

и модификации камеры сгорания

для адаптации отработанного пластикового масла в качестве топлива для дизельного двигателя

, J. Taiwan Inst. хим. англ. 97, 297–304.

25 Han D., Duan Y., Wang C., Lin H., Huang Z. (2015)

Экспериментальное исследование двухступенчатого впрыска дизельных и бензиновых смесей

в системе впрыска Common Rail, Топливо 159 ,

470–475.

26 Пайри Ф., Лухан Х.М., Гвардиола С., Пла Б. (2014)

трудное будущее для двигателя внутреннего сгорания: новые технологии и

контрольная роль, Oil Gas Sci. Технол. — Rev. IFP Energies

nouvelles 70,15–30. doi: 10.2516/ogst/2014002.

27 Ayodhya A., Narayanappa K. (2018) Обзор систем обработки после

дизельных двигателей, Environ. науч. Загрязн.

Рез. 25,1–4. doi: 10.1007/s11356-018-3487-8.

28 Exxonmobil, Перспективы развития энергетики: Взгляд до 2040 г., https://cdn.

exxonmobil.com/~/media/global/files/outlook-for-energy/

2017/2017-outlook-for-energy.pdf [дата обращения: 31.01.2019].

29 Министерство энергетики США. Центр данных по альтернативным видам топлива. (2019) Производство и распределение водорода

, https://afdc.energy.gov/fuels/

Hydrogen_production.html [по состоянию на 31.01.2019].

30 Министерство энергетики США. (2009) Потребность в энергии для сжатия и сжижения газообразного водорода

в связи с потребностями транспортных средств

, https://www.водород.

31 You-Kwan O., Kyung-Ran H., Changman K., Jung R.K.,

Jin-Suk L. (2018) Последние разработки и основные препятствия для

передовых видов биотоплива: краткий обзор, Bioresource Technol.

257, 320–333.

32 Альгрен Э., Хагберг М.Б., Гран М. (2017) Транспорт

биотопливо в моделировании глобальной энергетики – обзор

комплексных подходов к оценке энергетических систем, GCB

Bioener.9, 1168–1180.

33 Алаван Х.А., Альминшид А.Х., Альджаафари Х.А.С. (2019)

Перспективная эволюция производства биотоплива. Тема обзора,

Продлить. Энергетический фокус 28, 127–139.

34 Сикарвар В.С., Чжао М., Феннелл П.С., Шах Н., Энтони Э.Дж.

(2017) Прогресс в производстве биотоплива путем газификации,

Process Ener. Сгорел. науч. 61, 189–248.

35 Всемирный банк, партнеры GGFR раскрывают ценность потерянного газа,

http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/

EXTSDNET/0,,contentMDK:22416844~menuPK:64885113~

pagePK:64885161~piPK:64884432~theSitePK:5929282,00.

html [дата обращения: 29.1.209].

36 Мом Г. (2014) Эволюция автомобильных технологий: справочник

, SAE International.

37 Сафари М. (2018) Аккумуляторные электромобили: Оглядываясь назад, чтобы

двигаться вперед, Энергетическая политика 115,54–65.

38 Hall D., Lutsey N. (2018) Влияние производства аккумуляторов на

выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла электромобилей, icct.

Доступен онлайн на сайте www.theicct.org [дата обращения: 15.04.2019].

39 Детман С., Паулюк С., ван Вуурен Д.П., ван дер Воэт Э.,

Туккер А. (2018) Сценарии роста спроса на металл в

технологии производства электроэнергии, автомобили и электроника

бытовая техника, Окружающая среда. науч. Технол. 52, 4950–4959.

40 Сабри М.Ф.М., Данапаласингам К.А., Рахмат М.Ф. (2016)

Обзор архитектуры гибридных электромобилей и стратегий управления энергопотреблением

, Renew.Суст. Энерг. Ред.

53, 1433–1442.

41 Хуан Ю., Суаравски Н.К., Орган Б., Чжоу Дж.Л., Тан

О.Х.Х., Чан Э.Ф.К. (2019) Расход топлива и выбросы

производительность при реальном вождении: сравнение гибридных

и обычных автомобилей, Sci. Общая окружающая среда. 659, 275–282.

42 Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. (2019)

Types of Fuel Cells, https://www.energy.gov/eere/fuelcells/

types-fuel-cells [доступ 16.04.2019].

43 Танк Б., Арат Х.Т., Балтаджиоглу Э., Айдын К. (2019)

Обзор видения водородной энергетики на следующую четверть века

Электромобили на топливных элементах, Inter. Дж. Водород Энер. 44, 10120–

10128.

Л. Лешник и др.: Нефтегазовая наука и технология – Rev. IFP Energies nouvelles 75, 56 (2020) 13

Усовершенствованные автомобили с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания

LTC — это ступенчатый, безаммиачный низкотемпературный процесс сгорания, который работает за счет сжатия разбавленной топливно-воздушной смеси до ее самовоспламенения.Смесь потребляет меньше топлива, чем обычно, поскольку она разбавляется всасываемым воздухом или рециркулируемыми выхлопными газами. Кроме того, более низкая температура и ступенчатое сжигание приводят к меньшим потерям тепла. Сгорание бензина на обедненной смеси, при котором топливо сжигается с избытком воздуха, использует аналогичную разбавленную топливную смесь вместе с непосредственным впрыском топлива, впрыскивая топливо в двигатель, а не через впускное отверстие. Непосредственный впрыск топлива снижает расход топлива и повышает эффективность и мощность.

В настоящее время на рынке нет двигателей LTC для легких условий эксплуатации, но Nissan и Toyota разработали двигатели LTC для тяжелых условий эксплуатации, работающие на дизельном топливе.Бензиновые двигатели, работающие на обедненной смеси, также медленно выходили на рынок, отчасти потому, что технология сжигания обедненной смеси несовместима с современными каталитическими нейтрализаторами, которые требуют соотношения воздух-топливо почти один к одному. В 2006 году Mercedes-Benz и BMW представили в Европе двигатели, работающие на обедненной смеси, которые позволили снизить расход топлива до 20%. Непосредственный впрыск топлива уже распространен в дизельных двигателях и становится все более популярным в бензиновых двигателях.

Усовершенствованные бензиновые автомобили с ДВС значительно более эффективны, чем обычные автомобили, и было доказано, что они улучшают экономию топлива до 75%.Только непосредственный впрыск топлива может улучшить экономию топлива до 20%, а в сочетании с технологией сжигания обедненной смеси может улучшить экономию топлива до 35%. Усовершенствованные автомобили с бензиновым двигателем ICE предоставляют еще один вариант для потребителей, стремящихся к большей экономии топлива. Поскольку они представляют собой постепенные усовершенствования хорошо разработанной автомобильной платформы, они представляют собой беспроблемный и экономичный вариант повышения энергетической безопасности и экономии денег потребителей. Кроме того, инновации, сделанные здесь, могут в конечном итоге найти свое применение в других транспортных средствах, таких как гибридные автомобили, что приведет к еще большей экономии топлива в целом.

Узнайте больше о передовых транспортных средствах и полном спектре передовых энергетических продуктов и услуг по ссылке ниже: 

Утилизация отходящего тепла

Утилизация отходящего тепла

Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Утилизация сбросного тепла – это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции.Примеры двигателей внутреннего сгорания включают использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева салона, турбонаддув для увеличения удельной мощности, циклы понижения для получения дополнительной работы от выхлопных газов или встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя.

WHR в двигателях внутреннего сгорания

Рекуперация отработанного тепла (WHR) — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Во многих случаях WHR позволяет избежать или уменьшить потребность в дополнительной топливной энергии, которая в противном случае потребовалась бы для достижения этой функции.Примеры двигателей внутреннего сгорания включают:

  • Использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева салона
  • Турбокомпрессор для увеличения удельной мощности
  • Циклы опускания для получения дополнительной работы от выхлопных газов
  • Встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя

Основные пути отвода тепла в двигателе внутреннего сгорания, которые являются потенциальными кандидатами на WHR, включают горячие выхлопные газы, выходящие из выхлопной трубы, радиатор охлаждающей жидкости двигателя, а также охладители рециркуляции отработавших газов и наддувочного воздуха.

Во многих случаях целью WHR является создание дополнительной работы. Источники тепла более высокого качества позволяют преобразовывать большую часть отработанного тепла в работу. «Качество» конкретного источника тепла для целей WHR в значительной степени зависит от его температуры. Чем выше температура среды, тем выше ее энтропия, что позволяет большей части теплоты преобразовываться в полезную работу (т. е. выше КПД или выше ее эксергия). Например, можно ожидать, что система WHR, приводимая в действие теплом от охладителя EGR в контуре EGR высокого давления, будет иметь более высокую эффективность, чем аналогичная система, которая рекуперирует тепло от выхлопных газов выхлопной трубы.

Отработанное тепло от тепловой машины или электростанции отводится в окружающую среду либо через теплообменник, либо непосредственно за счет вытеснения горячего рабочего тела. В двигателе внутреннего сгорания используются оба из них: горячий выхлопной газ, рабочая жидкость двигателя, выбрасывается непосредственно в окружающую среду, а теплообменники используются для отвода тепла в окружающую среду от охлаждающей жидкости двигателя, охладителя рециркуляции отработавших газов, охладителя наддувочного воздуха и масляный радиатор.

На рис. 1 обобщены основные пути отвода тепла в дизельном двигателе большой мощности, которые являются потенциальными кандидатами на утилизацию отработанного тепла [3706] .Полезность этих источников тепла для WHR зависит от:

  • их температура,
  • количество тепла, доступного от каждого источника и
  • количество тепла от каждого источника, которое может быть восстановлено.
Рисунок 1 . Основные источники теплопотерь двигателя внутреннего сгорания.

На рис. 2 более подробно показана температура различных потоков отвода тепла, показанных на рис. 1, для дизельного двигателя большой мощности в зависимости от мощности двигателя.Данные были собраны при 53 оборотах двигателя и условиях нагрузки, а изменения в рециркуляции отработавших газов и температуре выхлопных газов отражают влияние скорости/нагрузки, не улавливаемое влиянием мощности двигателя [3709] .

Рисунок 2 . Температура различных потоков отходящего тепла в тяжелом дизельном двигателе

Двигатель: 2011 г. 12,8 л Mack MP8-505C, 505 л.с. (377 кВт) при 1800 об/мин/1810 фут-фунт (2454 Нм) при 1100 об/мин. Выбросы EPA 2010. HP EGR/DOC-DPF-SCR.

На рис. 3 показана доля энергии топлива, производящей работу торможения, и доля энергии, теряемой из-за различных потоков отработанного тепла, для трех режимов мощности двигателя, показанного на рис. 2.Также показаны более подробные сведения о потоках отходов, доступных для WHR, включая долю тепла выхлопных газов, оставшуюся в выхлопных газах после системы доочистки, и количество тепла, переданного от охладителя рециркуляции отработавших газов к охлаждающей жидкости двигателя [3709] . В таблице 1 приведены энергия и первое приближение эксергии (на основе коэффициента Карно) различных источников сбросного тепла для двух рабочих условий, показанных на рис. поток энергии).

Рисунок 3 . Доля энергии топлива, потерянная из-за потоков отработанного тепла на Рисунке 2 600 9
Таблица 1
Энергия и эксергия источников отработанного тепла для двух рабочих условий, показанных на рис. 3, при температуре отвода тепла 36°C
Engine Engine, KW 136
500117 500
Тепло, кВт 21 51
Эффективность, кВт 13 3 9 33
Выхлоп, 0 Температура, ° C 400 400
Тепло, кВт 64 187
Эффективность, KW 39 101 101
Температура, ° C 100
Тепло, кВт 14 68
Eureergy, KW 2 24
Охлаждающая жидкость двигателя (за вычетом тепла EGR) Температура, °C 90 90
Тепло, кВт 21 34
эксергии, кВт 3 5
Итого тепла, кВт 122 340
эксергии, кВт 53 163

Отработанное тепло от охладителя рециркуляции отработавших газов представляет собой тепло с самой высокой температурой и, следовательно, имеет высокий приоритет для WHR.Более 60% отработанного тепла EGR доступно в виде эксергии. В применениях без высокоэффективных систем SCR скорость потока EGR может быть выше, а рекуперация тепла из системы EGR более значительна [3711] . Выхлопные газы после SCR также важны, и, учитывая, что поток выхлопных газов обычно намного выше, чем поток EGR, представляют собой значительные потоки энергии и эксергии. Около 50% тепла выхлопных газов используется в виде эксергии, что также является приоритетом для WHR. Охлаждение наддувочного воздуха и охлаждающая жидкость двигателя имеют значительно более низкие температуры и представляют собой тепло относительно низкого качества.Однако при более высоких нагрузках наддувочный воздух по-прежнему содержит значительное количество эксергии.

Некоторые из важных технологий, которые используются и/или разрабатываются для складских свидетельств, обобщены в таблице 2.

Таблица 2
Технологии WHR для двигателей внутреннего сгорания
Технология WHR Принцип работы Состояние
Теплообменники Прямой теплообмен между двумя средами. Коммерческие (например, обогрев кабины с использованием охлаждающей жидкости двигателя и тепла выхлопных газов).
Турбокомпаундирование Преобразование тепла выхлопных газов в механическую или электрическую энергию с помощью турбины с приводом от выхлопных газов. Механическое турбокомпаундирование является коммерческой технологией.
Нижний цикл Термодинамический цикл, такой как цикл Ренкина или Брайтона, который включает рекуперацию и отвод тепла через рабочую жидкость (воздух, пар или органическую жидкость) для рекуперации отработанного тепла и для привода турбины для производства механических или электрической энергии. Коммерческий для больших стационарных и судовых двигателей. Рабочие прототипы цикла Ренкина и органического цикла Ренкина, разработанные несколькими производителями двигателей для тяжелых условий эксплуатации (например, в рамках программы SuperTruck Министерства энергетики США). Системы WHR цикла Брайтона менее развиты, чем системы, основанные на цикле Ренкина.
Термоэлектрические генераторы Твердотельные устройства, преобразующие тепло непосредственно в электрическую энергию посредством эффекта Зеебека. Коммерческое применение для обогрева и охлаждения автомобильных сидений.В разработке для двигателя WHR.
Термохимическая рекуперация Использование отработанного тепла для проведения паровой конверсии топлива с целью увеличения его ТСЖ. В разработке.
Термоакустическое преобразование Технология, основанная на цикле Стирлинга, работающая на высокой частоте для преобразования пульсаций давления в рабочей жидкости в электрическую энергию. В разработке.

###

Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд.Глобальный веб-сайт

При разработке TLE24 с рабочим объемом 22,5 см3 (куб. сантиметр) и TLE27 (25,6 см3) для серии TLE, которые предназначены для удовлетворения строгих требований по контролю за выбросами в США, ЕС и других странах, компания MHI пересмотрела ассортимент продукции этой серии. и предпринял дальнейшее снижение веса небольших моделей. С введением двух новых предложений серия TLE теперь будет состоять из пяти моделей от TLE24 до TLE48 (47,1 куб.см).

Что касается системы сгорания, две новые модели унаследовали систему послойной продувки серии, которая уменьшает выброс несгоревших газов воздушно-топливной смеси в воздух, что происходит естественным образом в механизмах двухтактных двигателей.Благодаря этой системе двигатели TLE соответствуют различным нормам выбросов США. – правила Tier III (действующие с 2005 г.) CARB (California Air Resources Board), которые считаются самыми строгими в мире, стандарты Phase III (введены в действие в 2010 г.) EPA (Агентство по охране окружающей среды), нормы ЕС по выбросам выхлопных газов Stage II (введены в 2008 г.) и добровольные нормы выбросов Tier II (вступят в силу с 2011 г. для ручных машин) Японской ассоциации производителей наземных двигателей (LEMA).

Масса двух новых двигателей TLE снижена на 8–11 % по сравнению с предыдущими соответствующими моделями, что стало возможным благодаря обзорам различных компонентов, включая маховик. Двигатели считаются одними из самых легких двухтактных двигателей в своем классе, что облегчает нагрузку на оператора при длительной эксплуатации.

Топливная эффективность (расход топлива по сравнению с выходной мощностью) двух двигателей также была улучшена примерно на 35% по сравнению с существующими моделями того же класса, не соответствующими требованиям контроля.Каждая модель доступна в двух типах: фланцевый тип общего назначения и встроенный тип корпуса муфты, который можно напрямую подключать к таким устройствам, как кусторезы. Для TLE24 также доступен вертикальный вариант. MHI ожидает, что годовой объем продаж двух моделей в совокупности достигнет 80 000 единиц.

Двигатель GB220 (215 см3) мощностью 7,0 л.с. (pferdestarke: мощность в метрических лошадиных силах, 1 л.с. = 0,7355 кВт) был разработан на основе существующего двигателя GB180 (181 см3, 6,3 л.с.) для удовлетворения потребностей пользователей, которые считают, что двигатели класса 6 л.с. неадекватной мощности и поэтому ищут версии с большей мощностью для мини-культиваторов и газонокосилок.Компания MHI успешно коммерциализировала GB220, сдерживая увеличение размера или веса по сравнению с GB180, а также реализовав машину, которая обеспечивает более простую установку в различных сельскохозяйственных машинах, но при этом имеет такой же размер, как и другие промышленные модели того же класса. С выпуском GB220 серия GB теперь представляет собой полную линейку из семи моделей, начиная от GB100 (3,0 л.с.) и заканчивая GB400 (13,0 л.с.).

Камера сгорания с двускатной крышей, принятая для GB220, которая обеспечивает эффективный впуск газовоздушной смеси в цилиндр и предотвращает аномальное сгорание, позволила увеличить выходную мощность за счет сгорания с высокой степенью сжатия.Модель GB220 сохраняет характеристики модели GB180, имеющей прочную репутацию на рынке, с низкой вибрацией, низким уровнем шума и «легким запуском», а также обеспечивает первоклассную простоту эксплуатации. Чтобы обеспечить достаточную охлаждающую способность, которую необходимо было усилить в связи с увеличением выходной мощности, были приняты различные меры, в том числе использование более крупного охлаждающего вентилятора и большего отверстия для впуска воздуха.

Модель GB220 соответствует всем нормам выбросов CARB, EPA, EU и LEMA (для неручных машин, введенных в 2008 г.).MHI планирует предоставить множество вариантов GB220 со спецификациями, подходящими для широкого спектра машинных применений. Компания ожидает, что годовой объем продаж GB220 достигнет 30 000 единиц.

Миниатюрные двигатели внутреннего сгорания | Продукты и поставщики

  • Journal of Propulsion and Power > Масштабирование производительности миниатюрного поршневого двигателя, часть 2: потери энергии

    … «Пределы миниатюризации Двигатели внутреннего сгорания HCCI», Прикладная теплотехника, Том.29, № 2–3, 2009 г., стр. 400–411. doi:10.1016/j.applthermaleng.2008.03.020 [10] Шер, Э., и Левинзон, Д., «Уменьшение масштаба миниатюрных двигателей внутреннего сгорания: ограничения и проблемы», …

  • Конференции по аэрокосмическим наукам > Проектирование и испытания силовой установки с высокой плотностью энергии для малых беспилотных систем

    Сжигание HCCI с помощью свечи накаливания в миниатюрном генераторе двигателя внутреннего сгорания (MICE) ». 44-я встреча и выставка AIAA по аэрокосмическим наукам.

  • [email protected]: Дизайн и конструкция миниатюрного двигателя внутреннего сгорания

    Проектирование и конструкция миниатюрного двигателя внутреннего сгорания.

  • [email protected]: Дизайн и конструкция миниатюрного двигателя внутреннего сгорания

    Проектирование и конструкция миниатюрного двигателя внутреннего сгорания.

  • Journal of Propulsion and Power > Разработка динамометра для измерения характеристик малых двигателей внутреннего сгорания

    [6] Аннен, К. Д., Стиклер, Д. Б., и Вудрофф, Дж., «Миниатюрный двигатель внутреннего сгорания с линейными колебаниями (MICE) для портативных электрических Мощность», Документ AIAA 2003-1113, 2003.

  • Journal of Propulsion and Power > Масштабирование производительности миниатюрного поршневого двигателя, часть 1: общая производительность двигателя

    [15] Шер, Э., и Левинзон, Д., «Уменьшение масштаба миниатюрных двигателей внутреннего сгорания: ограничения и проблемы», Теплопередача. Инженерия, Том. 26, № 8, 2005. С. 1–4. дои: 10.1080/014576305

    780 [16] Шер Э., Левинзон-Шер Д. и Шер Б., «Пределы миниатюризации…

  • Заключительный отчет LDRD за 2003 г. для секретных летательных аппаратов.

    Разработка миниатюрных двигателей внутреннего сгорания в настоящее время представляет большой интерес для техническое сообщество.

  • Робототехника/Компоненты/Приводные устройства/Миниатюрные двигатели внутреннего сгорания — Викиучебник, открытые книги для открытого мира

    Робототехника/Компоненты/Исполнительные устройства/ Миниатюрные двигатели внутреннего сгорания .

  • Анализ методом конечных элементов и оптимизация интерференции деформации микродвигателя со свободным поршнем

    MFPSE, Micro Free Piston Swing Engine, представляет собой новый тип миниатюрного двигателя внутреннего сгорания, основанный на принципе работы двухтактного поворотного двигателя.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.